(57)【要約】本発明は、無線トランシーバ装置及び基地局を開示し、通信分野に関する。無線トランシーバ装置は、金属キャリアと、アンテナユニットとを含む。アンテナユニットは給電構造と放射パッチとを含み、溝が金属キャリア上に配置され、アンテナユニットは溝内に配置され、放射パッチは給電構造を使用することによって給電され、放射パッチは接地される。本発明では、無線トランシーバ装置が比較的に大きい空間を占有するという課題が解決され、それによって、無線トランシーバ装置によって占有される空間を減少させる。本発明の実施形態は、無線トランシーバ装置の情報受信及び送信に使用される。
2019527522.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属キャリアと、
少なくとも１つのアンテナユニットと
を備え、
前記アンテナユニットは、給電構造と、放射パッチとを備え、
溝が前記金属キャリア上に配置され、前記アンテナユニットは前記溝内に配置され、
前記放射パッチは前記給電構造を使用することによって給電され、前記放射パッチは接地される
無線トランシーバ装置。
【請求項２】
前記溝は前記金属キャリアの縁上に配設される
請求項１に記載の無線トランシーバ装置。
【請求項３】
スロットは前記給電構造と前記放射パッチとの間に存在し、前記給電構造は、前記スロットを使用することによって前記放射パッチ上で結合給電を実行する
請求項１又は２に記載の無線トランシーバ装置。
【請求項４】
前記アンテナユニットは、
寄生構造
をさらに備え、
前記寄生構造は、前記溝の底面と平行な面上に配設され、前記寄生構造は接地される
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の無線トランシーバ装置。
【請求項５】
スロットは前記寄生構造と前記放射パッチとの間に存在し、結合給電は、前記スロットを使用することによって前記寄生構造と前記放射パッチとの間に実行される
請求項４に記載の無線トランシーバ装置。
【請求項６】
前記アンテナユニットは、
第１のグランドピン
をさらに備え、
前記第１のグランドピンの一端は前記寄生構造に接続され、前記第１のグランドピンの他端は前記金属キャリアに接続され、前記第１のグランドピンは前記溝の前記底面に垂直であり、前記寄生構造は前記金属キャリアを使用することによって接地される
請求項４又は５に記載の無線トランシーバ装置。
【請求項７】
前記寄生構造は非中心対称構造である
請求項４乃至６のいずれか一項に記載の無線トランシーバ装置。
【請求項８】
前記寄生構造は扇形構造であり、前記放射パッチは部分円形構造であり、前記放射パッチの中心及び前記寄生構造の中心は前記放射パッチの同じ側面上に配設される
請求項７に記載の無線トランシーバ装置。
【請求項９】
前記放射パッチと前記給電構造の両方は非中心対称構造である
請求項１乃至８のいずれか一項に記載の無線トランシーバ装置。
【請求項１０】
前記給電構造はＥ字形構造であり、前記Ｅ字形構造は、１つの第１の垂直ストリップ構造と、一方の側面上の端が間隔を置いて前記第１の垂直ストリップ構造上に配置された３つの第１の水平ストリップ構造によって形成され、前記Ｅ字形構造の開口は前記放射パッチと対向して配置され、前記Ｅ字形構造の中央に配設された第１の水平ストリップ構造の長さは、他の２つの第１の水平ストリップ構造の各々の長さよりも長く、前記Ｅ字形構造の中央に配設された前記第１の水平ストリップ構造の他端は前記金属キャリアの給電部に接続され、前記スロットは前記第１の垂直ストリップ構造と前記放射パッチとの間に形成される
請求項９に記載の無線トランシーバ装置。
【請求項１１】
前記給電構造はＴ字形構造であり、前記Ｔ字形構造は、１つの第２の垂直ストリップ構造と、一端が前記第２の垂直ストリップ構造の中央部分から延伸する１つの第２の水平ストリップ構造によって形成され、前記第２の水平ストリップ構造の他端は前記金属キャリアの給電部に接続され、前記スロットは前記第２の垂直ストリップ構造と前記放射パッチとの間に形成される
請求項９に記載の無線トランシーバ装置。
【請求項１２】
前記給電構造は円弧形構造及びストリップ構造によって形成された一体型構造であり、前記ストリップ構造の一端は前記金属キャリアの給電部に接続され、前記ストリップ構造の他端は前記円弧形構造に接続され、円弧形開口は、前記放射パッチのものであり前記給電構造に近い側面に配置され、前記円弧形構造は前記円弧形開口の中に配設され、前記スロットは前記円弧形構造と前記円弧形開口との間に形成される
請求項９に記載の無線トランシーバ装置。
【請求項１３】
前記アンテナユニットは誘電体基板をさらに備え、前記誘電体基板は前記溝内に配置され、前記放射パッチ及び前記給電構造は前記誘電体基板上に配置される
請求項１乃至１２のいずれか一項に記載の無線トランシーバ装置。
【請求項１４】
前記アンテナユニットは、
グランドケーブル
をさらに備え、
前記グランドケーブルの一端は前記放射パッチに接続され、前記グランドケーブルの他端は、前記誘電体基板上に配置された金属グランドケーブルに接続され、従って、前記放射パッチは、前記金属グランドケーブルを使用することによって接地される
請求項１３に記載の無線トランシーバ装置。
【請求項１５】
前記グランドケーブルは前記放射パッチの側面に配置され、前記給電構造は前記放射パッチの別の側面に配置される
請求項１４に記載の無線トランシーバ装置。
【請求項１６】
２つのグランドケーブルがあり、前記２つのグランドケーブルは、前記放射パッチの２つの側面に対称的に配置され、前記誘電体基板の前記金属グランドケーブルに別々に接続され、前記給電構造は軸対称構造であり、前記給電構造の対称軸は前記２つのグランドケーブルの対称軸と同じである
請求項１４に記載の無線トランシーバ装置。
【請求項１７】
前記放射パッチは前記誘電体基板の下面上に配設され、
前記無線トランシーバ装置は、
前記放射パッチの少なくとも１つの側面に配置された第２のグランドピン、
をさらに備え、
前記第２のグランドピンの一端は前記放射パッチに接続され、前記第２のグランドピンの他端は前記金属キャリアに接続され、前記第２のグランドピンは前記誘電体基板の面に垂直であり、前記誘電体基板の前記面は前記溝の前記底面と平行であり、前記放射パッチは前記金属キャリアを使用することによって接地される
請求項１３乃至１６のいずれか一項に記載の無線トランシーバ装置。
【請求項１８】
誘電体基板は前記金属キャリア上にさらに配置され、
前記アンテナユニットの前記誘電体基板と前記金属キャリア上の前記誘電体基板は一体型構造である
請求項１３乃至１７のいずれか一項に記載の無線トランシーバ装置。
【請求項１９】
前記無線トランシーバ装置は、
遮蔽カバー
をさらに備え、
前記遮蔽カバーは、前記金属キャリア上の前記誘電体基板上に留められる
請求項１３乃至１８のいずれか一項に記載の無線トランシーバ装置。
【請求項２０】
前記無線トランシーバ装置は、
前記放射パッチの少なくとも１つの側面に配置された第２のグランドピン
をさらに備え、
前記第２のグランドピンの一端は前記放射パッチに接続され、前記第２のグランドピンの他端は前記金属キャリアに接続され、前記第２のグランドピンは前記溝の底面に垂直であり、前記放射パッチは前記金属キャリアを使用することによって接地される
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の無線トランシーバ装置。
【請求項２１】
開口は前記溝の側壁上に存在する
請求項１乃至２０のいずれか一項に記載の無線トランシーバ装置。
【請求項２２】
ヒートシンクフィンは前記金属キャリアの底部に配置される
請求項１乃至２１のいずれか一項に記載の無線トランシーバ装置。
【請求項２３】
前記給電構造は、
前記溝の前記底面に垂直である第１の給電基礎構造と、
前記溝の前記底面と平行である第２の給電基礎構造と
を備え、
前記第１の給電基礎構造は前記金属キャリアの給電部に接続される
請求項３又は４に記載の無線トランシーバ装置。
【請求項２４】
請求項１乃至２３のいずれか一項に記載の無線トランシーバ装置を備える基地局。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は通信分野に関し、より詳細には、無線トランシーバ装置及び基地局に関する。
【背景技術】
【０００２】
モバイル通信システムにおいて、無線トランシーバ装置は、一般的な信号トランシーバ装置であり、主に、アンテナユニット、誘電体基板、遮蔽カバー、及び金属キャリアなどの構造を含む。無線トランシーバ装置上に配置されたアンテナユニットは、一般に、無線トランシーバ装置が、広い信号カバレッジエリアを提供することを可能にするように、無指向性アンテナユニットである。無指向性アンテナユニットは、水平指向性パターンにおいて３６０°、即ち全方向の均一放射を示し、垂直指向性パターンにおいて幅をもつビームを示す。
【０００３】
従来の無指向性アンテナユニットは、一般に、放射パッチと短絡プローブと給電プローブとを含む３次元構造である。無指向性アンテナユニットは、金属キャリア又は遮蔽カバー上に配置される。
【０００４】
しかしながら、従来の無指向性アンテナユニットは、別々に加工され、金属キャリア又は遮蔽カバー上に組み付けられる必要がある、独立した部分である。このようにして、無指向性アンテナユニットが遮蔽カバー上に配置されるとき、無線トランシーバ装置の全厚は、重ねられた金属キャリア及び遮蔽カバー及び無指向性アンテナユニットの全厚であり、又は、無指向性アンテナユニットが金属キャリア上に配置されるとき、無線トランシーバ装置の全厚は、重ねられる金属キャリア及び無指向性アンテナユニットの全厚である。従って、従来の無線トランシーバ装置の全厚は比較的大きく、全体積も比較的大きい。それに応じて、比較的大きい空間が占有される。
【発明の概要】
【０００５】
無線トランシーバ装置が比較的大きい空間を占有するという課題を解決するために、本発明の実施形態は、無線トランシーバ装置及び基地局を提供する。技術的解決策は、以下のとおりである。一態様によれば、金属キャリアと、少なくとも１つのアンテナユニットと含み、アンテナユニットは給電構造と放射パッチとを含み、溝が金属キャリア上に配置され、アンテナユニットは溝内に配置され、放射パッチは給電構造を使用することによって給電され、放射パッチは接地される、無線トランシーバ装置が提供される。
【０００６】
本発明のこの実施形態において提供される無線トランシーバ装置により、アンテナユニットは金属キャリアの溝内に配置され、従って、無線トランシーバ装置の全厚が減少され、全体積が減少され、それによって、無線トランシーバ装置によって占有される空間を減少させる。
【０００７】
任意選択で、溝は、金属キャリアの縁上に配設される。溝内に配設されるアンテナユニットは、より優れた電磁放射性能を有する。
【０００８】
実際の適用例では、電磁振動（共振とも呼ばれる）が、放射パッチと溝の底面との間に生成可能である。任意選択で、溝は、金属キャリアの隅に配設されてもよいし、金属キャリアの側面上に配設されてもよい。開口は、溝の側壁上に存在し得る。側壁上に開口を有する溝内に配設されたアンテナユニットは、より優れた放射特徴を有する。
【０００９】
任意選択で、少なくとも１つの溝が金属キャリア上に配置され、１つのアンテナユニットは各溝内に配置される。即ち、溝とアンテナユニットは、１対１対応で配置され得る。
【００１０】
さらに、スロットが給電構造と放射パッチとの間に存在し、給電構造は、スロットを使用することによって放射パッチ上で結合給電を実行する。
【００１１】
本発明のこの実施形態において提供される無線トランシーバ装置により、給電構造は、スロットを使用することによって放射パッチ上で結合給電を実行し、従って、アンテナユニットの帯域幅は、効果的に拡張可能である。
【００１２】
さらに、アンテナユニットは寄生構造をさらに含んでよく、この寄生構造は、溝の底面と平行な面上に配設され、この寄生構造は接地される。寄生構造を追加することによって、アンテナユニットの帯域幅は、さらに拡張可能である。
【００１３】
任意選択で、スロットが寄生構造と放射パッチとの間に存在し、寄生構造は、スロットを使用することによって放射パッチ上で結合給電を実行する。寄生構造は、スロットを使用することによって放射パッチ上で結合給電を実行し、従って、アンテナユニットの帯域幅は、比較的小さい体積を占有しながら、効果的に拡張可能である。
【００１４】
任意選択で、アンテナユニットは、第１のグランドピンをさらに含んでよく、この第１のグランドピンの一端は寄生構造に接続され、この第１のグランドピンの他端は金属キャリアに接続され、この第１のグランドピンは溝の底面に垂直であり、寄生構造は金属キャリアを使用することによって接地される。寄生構造は、第１のグランドピンを使用することによって効果的に接地可能である。
【００１５】
さらに、寄生構造は非中心対称構造であってもよい。寄生構造は、複数の形状を有することがある。任意選択で、寄生構造は扇形構造であり、放射パッチは部分円形構造であり、放射パッチの中心と寄生構造の中心は放射パッチの同じ側面に配設される。任意選択で、２つの中心は、アンテナユニットが配置される隅に近く、従って、アンテナユニットの全体的なサイズが減少可能である。
【００１６】
寄生構造が配置されていないアンテナユニット内の放射パッチは、部分円形構造であってもよいし、別の非中心対称構造であってもよいことが留意されるべきである。これは、本発明のこの実施形態では限定されない。
【００１７】
任意選択で、放射パッチと給電構造の両方は非中心対称構造である。放射パッチと給電構造の両方が非中心対称構造であるので、アンテナユニットが金属キャリアの中心位置上に配置されていないとき、アンテナユニットの高い真円度特徴は依然として確実にされ得、アンテナユニットの一般的な適用性は改善可能である。
【００１８】
放射パッチ、給電構造、及び寄生構造はすべて非中心対称構造であるので、アンテナユニットが金属キャリアの中心位置上に配置されないとき、さらに、アンテナユニットの高い真円度特徴は依然として確実にされ得、アンテナユニットの一般的な適用性は改善可能であることが留意されるべきである。
【００１９】
任意選択で、給電構造は、複数の形を有することがある。
【００２０】
第１の可能な実装形態では、給電構造はＥ字形構造であり、このＥ字形構造は、１つの第１の垂直ストリップ構造と、一方の側面上の端が間隔を置いて第１の垂直ストリップ構造上に配置された３つの第１の水平ストリップ構造によって形成され、Ｅ字形構造の開口は放射パッチと対向して配置され、Ｅ字形構造の中央に配設された第１の水平ストリップ構造の長さは、他の２つの第１の水平ストリップ構造の各々の長さよりも長く、Ｅ字形構造の中央に配設された第１の水平ストリップ構造の他端は金属キャリアの給電部に接続され、スロットが第１の垂直ストリップ構造と放射パッチとの間に形成される。給電部、即ち、給電源は金属キャリアの信号送信ポートであってよく、通常、トランシーバの入力／出力ポートに接続される。
【００２１】
第２の可能な実装形態では、給電構造はＴ字形構造であり、このＴ字形構造は、１つの第２の垂直ストリップ構造と、一端が第２の垂直ストリップ構造の中央部分から延伸する１つの第２の水平ストリップ構造によって形成され、第２の水平ストリップ構造の他端は金属キャリアの給電部に接続され、スロットが第２の垂直ストリップ構造と放射パッチとの間に形成される。
【００２２】
第３の可能な実装形態では、給電構造は円弧形構造及びストリップ構造によって形成された一体型構造であり、ストリップ構造の一端は金属キャリアの給電部に接続され、ストリップ構造の他端は円弧形構造に接続され、円弧形開口は、放射パッチのものであり給電構造に近い側面に配置され、円弧形構造は円弧形開口の中に配設され、スロットが円弧形構造と円弧形開口との間に形成される。
【００２３】
任意選択で、アンテナユニットは誘電体基板をさらに含み、この誘電体基板は溝内に配置され、放射パッチと給電構造の両方は誘電体基板上に配置される。誘電体基板は、スロットが放射パッチと溝の底面との間に形成されることを確実にするために、放射パッチ及び給電構造を効果的に支承することがあり、従って、電磁振動が、放射パッチと溝の底面との間に生成される。
【００２４】
寄生構造に加えて、任意選択で、アンテナユニットは、グランドケーブルをさらに含み、このグランドケーブルの一端は放射パッチに接続され、グランドケーブルの他端は、誘電体基板上に配置された金属グランドケーブルに接続され、従って、放射パッチは、金属グランドケーブルを使用することによって接地される。放射パッチは、グランドケーブルを使用することによって効果的に接地可能である。
【００２５】
任意選択で、グランドケーブルの配置のための複数の可能な実装形態があり得る。
【００２６】
第１の可能な実装形態では、グランドケーブルは放射パッチの側面に配置され、給電構造は放射パッチの別の側面に配置される
【００２７】
第２の可能な実装形態では、２つのグランドケーブルがある。この２つのグランドケーブルは、放射パッチの２つの側面に対称的に配置され、誘電体基板の金属グランドケーブルに別々に接続され、給電構造は軸対称構造であり、給電構造の対称軸は２つのグランドケーブルの対称軸と同じである。
【００２８】
可能な実装形態では、アンテナユニットが誘電体基板を含むとき、放射パッチは誘電体基板の下面上に配設されてよく、無線トランシーバ装置は、放射パッチの少なくとも１つの側面に配置された第２のグランドピンをさらに含み、第２のグランドピンの一端は放射パッチに接続され、第２のグランドピンの他端は金属キャリアに接続され、第２のグランドピンは誘電体基板の面に垂直であり、誘電体基板の面は溝の底面と平行であり、放射パッチは金属キャリアを使用することによって接地される。
【００２９】
別の可能な実装形態では、アンテナユニットが誘電体基板を含まないとき、無線トランシーバ装置は、放射パッチの少なくとも１つの側面に配置された第２のグランドピンをさらに含んでよく、第２のグランドピンの一端は放射パッチに接続され、第２のグランドピンの他端は金属キャリアに接続され、第２のグランドピンは溝の底面に垂直であり、放射パッチは金属キャリアを使用することによって接地される。
【００３０】
任意選択で、誘電体基板は金属キャリア上にさらに配置され、アンテナユニットの誘電体基板と金属キャリア上の誘電体基板は一体型構造である。誘電体基板と金属キャリア上の誘電体基板が一体型構造であるとき、アンテナユニットは、別々に加工又は設置される必要はなく、従って、無線トランシーバ装置の製造プロセスの複雑さが減少され、組み立てコストが減少される。
【００３１】
任意選択で、無線トランシーバ装置は、遮蔽カバーをさらに含み、遮蔽カバーは、金属キャリア上の誘電体基板上に留められる。遮蔽カバーは、金属キャリア内部の電子構成要素に対する外部環境の電磁干渉を効果的に遮蔽することができる。
【００３２】
任意選択で、ヒートシンクフィンは、金属キャリアのための効果的な熱放散を確実にするように、金属キャリアの底部上に配置される。
【００３３】
任意選択で、給電構造は、溝の底面に垂直である第１の給電基礎構造と、溝の底面と平行である第２の給電基礎構造とを含んでよく、第１の給電基礎構造は金属キャリアの給電部に接続される。
【００３４】
第２の給電基礎構造の形状は前述のＥ字形構造又はＴ字形構造の形状と同じであってよく、違いは、第２の給電基礎構造が、第１の給電基礎構造を使用することによって給電部に接続され得ることであることが留意されるべきである。
【００３５】
別の態様によれば、前述の無線トランシーバ装置のいずれか１つを含む基地局が提供される。
【００３６】
本発明の実施形態において提供される無線トランシーバ装置により、アンテナユニットは、金属キャリアの溝内に配置され、従って、無線トランシーバ装置の全厚が減少され、全体積が減少され、それによって、無線トランシーバ装置によって占有される空間を減少させる。
【００３７】
本発明の実施形態における技術的解決策を、より明確に説明するために、以下は、実施形態を説明するために必要とされる添付の図面について手短に説明する。明らかに、以下の説明における添付の図面は、本発明のいくつかの実施形態を示しているにすぎず、当業者は、依然として、これらの添付の図面から他の図面を創意工夫なしで導き出し得る。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】関連技術による、頻繁に使用される無指向性アンテナユニットの概略構造図である。
【図２】関連技術による、頻繁に使用される無線トランシーバ装置の概略構造図である。
【図３−１】本発明の一実施形態の例による、無線トランシーバ装置の概略構造図である。
【図３−２】本発明の一実施形態の例による、無線トランシーバ装置の部分構造の概略図である。
【図４−１】本発明の一実施形態の例による、別の無線トランシーバ装置の部分構造の概略図である。
【図４−２】本発明の一実施形態の例による、さらに別の無線トランシーバ装置の部分構造の概略図である。
【図５】本発明の一実施形態の別の例による、無線トランシーバ装置の部分構造の概略図である。
【図６】本発明の一実施形態の別の例による、別の無線トランシーバ装置の部分構造の概略図である。
【図７】本発明の一実施形態の別の例による、さらに別の無線トランシーバ装置の部分構造の概略図である。
【図８】関連技術による頻繁に使用される無指向性アンテナユニットの電流分布の概略図である。
【図９】図２において提供される無線トランシーバ装置内の無指向性アンテナユニットの電流分布の概略図である。
【図１０】図９に示される無線トランシーバ装置内の無指向性アンテナユニットの指向性パターンのエミュレーション図である。
【図１１】本発明の一実施形態の別の例による、さらに別の無線トランシーバ装置の部分構造の概略図である。
【図１２】本発明の一実施形態のさらに別の例による、無線トランシーバ装置の部分構造の概略図である。
【図１３】本発明の一実施形態のさらに別の例による、別の無線トランシーバ装置の部分構造の概略図である。
【図１４】図４−２に示される無線トランシーバ装置の左面図である。
【図１５】図４−２に示される無線トランシーバ装置の上面図である。
【図１６】図４−２の無線トランシーバ装置内のアンテナユニットの指向性パターンのエミュレーション図である。
【図１７】図１３に示される無線トランシーバ装置の左面図である。
【図１８】図１３に示される無線トランシーバ装置の上面図である。
【図１９】図１３の無線トランシーバ装置内のアンテナユニットの指向性パターンのエミュレーション図である。
【図２０】図１１の無線トランシーバ装置内のアンテナユニットの指向性パターンのエミュレーション図である。
【図２１】図１２に示される無線トランシーバ装置の左面図である。
【図２２】図１２に示される無線トランシーバ装置の上面図である。
【図２３】図１２の無線トランシーバ装置内のアンテナユニットの指向性パターンのエミュレーション図である。
【図２４】図７に示される無線トランシーバ装置の上面図である。
【図２５】図７の無線トランシーバ装置内のアンテナユニットの指向性パターンのエミュレーション図である。
【図２６】図６に示される無線トランシーバ装置の上面図である。
【図２７】図６の無線トランシーバ装置内のアンテナユニットの指向性パターンのエミュレーション図である。
【図２８】図３−２に示される無線トランシーバ装置の左面図である。
【図２９】図３−２に示される無線トランシーバ装置の上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
本発明の目的、技術的解決策、及び利点をより明らかにするために、以下は、添付の図面を参照しながら、本発明の実施形態について詳細にさらに説明する。
【００４０】
図１は、関連技術において提供された、頻繁に使用される無指向性アンテナユニット１０である。無指向性アンテナユニットは、広帯域モノポールアンテナユニットと呼ばれることがある。図１に示されるように、無指向性アンテナユニット１０は、放射パッチ１１と、一端は放射パッチ１１に接続され、他端は接地された短絡プローブ１２と、給電プローブ１３とを含み、給電プローブ１３の一端は接地され、スロットＨが、給電プローブ１３の他端と放射パッチ１１との間に形成される。給電プローブ１３は、スロットＨを使用することによって放射パッチ１１に給電し、給電点は点Ａである。
【００４１】
既存の無指向性アンテナユニットは３次元構造であるので、無指向性アンテナユニットを含む無線トランシーバ装置が図２に示され得る。図２は、従来の無線トランシーバ装置２０の概略構造図である。無線トランシーバ装置２０は、少なくとも１つの無指向性アンテナユニット１０と、誘電体基板２０１と、遮蔽カバー２０２と、金属キャリア２０３とを含む。金属キャリア２０３はハウジングであり、誘電体基板２０１は金属キャリア２０３上に配置され、遮蔽カバー２０２は金属キャリア上に留められ、無指向性アンテナユニット１０は、遮蔽カバー２０２又は金属キャリア２０３上に形成される。図２では、無指向性アンテナユニット１０が遮蔽カバー２０２上に形成される例が、説明に使用される。
【００４２】
従来の無線トランシーバ装置では、無指向性アンテナユニット１０は、別々に加工された３次元構造であり、加工が完了された後、遮蔽カバー２０２又は金属キャリア２０３上に配置される。無指向性アンテナユニットが遮蔽カバー上に配置されるとき、無線トランシーバ装置の全厚は、重ねられた金属キャリア及び遮蔽カバー及び無指向性アンテナユニットの全厚であり、又は、無指向性アンテナユニットが金属キャリア上に配置されるとき、無線トランシーバ装置の全厚は、重ねられる金属キャリア及び無指向性アンテナユニットの全厚である。従って、従来の無線トランシーバ装置の全厚は比較的大きく、全体積も比較的大きい。
【００４３】
図３−１は、本発明の一実施形態の例による無線トランシーバ装置３０の概略構造図である。図３−１に示されるように、無線トランシーバ装置３０は、金属キャリア３０１と、少なくとも１つのアンテナユニット３０２とを含んでよい。
【００４４】
溝３０１１が金属キャリア３０１上に配置される。溝３０１１は、金属キャリア３０１の縁上に配置されることがある。任意選択で、溝３０１１は、金属キャリア３０１の隅に配設されてもよいし、金属キャリア３０１の側面上に配設されてもよい。アンテナユニット３０２は溝３０１１内に配置される（本発明のこの実施形態では、アンテナユニットが溝内に配置されることは、アンテナユニットのすべて又は一部が溝内に配置されることを意味し、一般に、溝の底面上のアンテナユニットの正射投影は、溝内に配設される）。図３−１の破線ボックスＵに示されるように、破線ボックスＵの中に、金属キャリア３０１の縁上に配置されたアンテナユニット３０２の拡大図がある。アンテナユニット３０２は、給電構造３０２１と、放射パッチ３０２２とを含む。放射パッチ３０２２は、給電構造３０２１を使用することによって給電され、放射パッチ３０２２は接地される。本発明のこの実施形態における金属キャリアは、複数の構造を有することがあることが留意されるべきである。金属キャリアは、アンテナユニットの基準グランドとして使用可能であり、金属キャリアは、無線トランシーバ装置の金属ハウジング、回路基板（例えば、誘電体基板）、ヒートシンクなどであってよい。
【００４５】
実際の適用例では、電磁振動（共振とも呼ばれる）が、放射パッチ３０２２と溝の底面との間に生成可能である。一般に、静電容量及びインダクタンスが放射パッチと溝の底面との間に生成され、電磁振動が、静電容量及びインダクタンスによって励起される。
【００４６】
任意選択で、少なくとも１つの溝３０１１が金属キャリア上に配置され、１つのアンテナユニット３０２は各溝３０１１内に配置される。即ち、溝とアンテナユニットは、１対１対応で配置されることがあり、溝の量はアンテナユニットの量に等しい。図３−１に示されるように、図３−１では４つの溝３０１１が配置されている。それに応じて、１つのアンテナユニット３０２が各溝内に配置される。即ち、４つのアンテナユニット３０２がある。少なくとも２つの溝が金属キャリア上に配置されるとき、少なくとも２つの溝内に配置されたアンテナユニットの構造は、同じであってもよいし、異なってもよい。これは、本発明のこの実施形態では限定されない。
【００４７】
本発明のこの実施形態において提供される無線トランシーバ装置によれば、アンテナユニットは金属キャリアの溝内に配置され、従って、無線トランシーバ装置の全厚が減少され、全体積が減少され、それによって、無線トランシーバ装置によって占有される空間を減少させる。
【００４８】
さらに、図３−２に示されるように、アンテナユニット３０２は、誘電体基板３０２３をさらに含んでよい。図３−２は、図３−１の破線ボックスＵに示されるアンテナユニットに誘電体基板が追加された後に得られる概略構造図と考えられ得る。任意選択で、誘電体基板はエポキシ樹脂プレートＦＲ−４であってよく、エポキシ樹脂プレートＦＲ−４の誘電率は４．２である。又は、誘電体基板は、別の材料から作製されてよい。
【００４９】
誘電体基板３０２３は、溝３０１１内に配置され、放射パッチ３０２２及び給電構造３０２１を支承するように構成される。即ち、放射パッチ３０２２は、誘電体基板３０２３上に配置される。電磁振動は、放射パッチ３０２２と溝３０１１の底面との間に生成可能である。実際の適用例では、放射パッチ３０２２は、誘電体基板３０２３の面Ｗ（即ち、最大の表面積を有する誘電体基板３０２３の２つの面のどちらか）上に積層される。放射パッチの面は、アンテナユニット３０２が配置される面Ｑと平行であり、静電容量は、２つの平行な面の間に生成され得る。給電構造３０２１のすべて又は一部は、誘電体基板３０２３上に配置され得る。
【００５０】
任意選択で、誘電体基板（無線周波数ボードとも呼ばれる）３０３は、金属キャリア３０１上にさらに配置されることがあり、アンテナユニット３０２の誘電体基板３０２３と金属キャリア３０１上の誘電体基板３０３は一体型構造であってよい。
【００５１】
前述の内容から、本発明のこの実施形態において提供される無線トランシーバ装置により、放射パッチは、アンテナユニットの特徴を実施するためのアンテナユニットの給電構造を使用することによって給電され、放射パッチ及び給電構造が誘電体基板上にさらに配置されることが知られ得る。誘電体基板と金属キャリア上の誘電体基板が一体型構造であるとき、アンテナユニットは、別々に加工又は設置される必要はなく、従って、無線トランシーバ装置の製造プロセスの複雑さが減少され、組み立てコストが減少される。さらに、アンテナユニットの放射パッチ及び給電構造は、平面構造に類似している。従って、関連技術における３次元構造と比較して、アンテナユニットの全体積が減少され、それによって、無線トランシーバ装置によって占有される空間を減少させる。
【００５２】
実際の適用例では、給電構造は、直接接続給電又は結合給電などの複数の様式で、放射パッチに給電することがある。給電構造が放射パッチと直接接触するとき、給電構造は、放射パッチ上で直接接続給電を実行する。この給電様式では、アンテナユニットは、比較的低い定在波帯域幅を得ることができ、実装形態は単純である。しかしながら、アンテナユニットの帯域幅は、結合給電によって拡張可能である。
【００５３】
従来の無指向性アンテナユニット、例えば、図１に示される無指向性アンテナユニット１０の場合、無指向性アンテナユニットの構造のために、複数のアンテナユニットが無線トランシーバ装置上に配列されたとき、又は金属キャリアが非対称であるとき、比較的高いアンテナパターン真円度は狭帯域範囲内でのみ維持可能であり、比較的低いアンテナパターン真円度は広帯域範囲内で維持される。指向性パターンは、アンテナユニット指向性パターンに対して短く、放射電界内の相対電界強度（正規化された係数値）が、アンテナユニットからの距離のところで方向とともにどのように変化するかを示すパターンを指す。放射電界の変化は、通常、最高放射電力を有しアンテナユニットのものである方向において、２つの相互に垂直な平面の指向性パターンを使用することによって表される。アンテナユニット指向性パターンは、アンテナユニットの性能を測定するために重要なパターンであり、アンテナユニットのパラメータは、アンテナユニット指向性パターンから観察され得る。アンテナパターン真円度（アンテナパターン真円度）は、アンテナパターン非真円度とも呼ばれ、水平指向性パターンにおいてアンテナユニットの各方向におけるレベル（単位：ｄＢ）の最大値と最小値との差を指す。
【００５４】
アンテナユニット３０２が比較的高い定在波帯域幅を得ることを可能にするために、本発明のこの実施形態では、図４−１に示されるように、スロットｍが、給電構造３０２１と放射パッチ３０２２との間に存在し得る。例えば、スロットｍは、放射パッチ３０２２の面上の給電構造３０２１の正射投影と放射パッチ３０２２との間に存在することがあり、又は、重複領域が、放射パッチ３０２２の面上の給電構造３０２１の正射投影と放射パッチ３０２２との間に存在し得るが、給電構造３０２１と放射パッチ３０２２は同一平面上にない、又は一緒に積層されず、従って、スロットｍが生成される。給電構造３０２１は、スロットｍを使用することによって、放射パッチ３０２２上で結合給電を実行する。
【００５５】
さらに、図４−２に示されるように、アンテナユニット３０２は、寄生構造３０２４をさらに含んでよく、寄生構造３０２４は、溝の底面と平行な面上に配設される。例えば、寄生構造３０２４は、何らかの支持構造によって支持されてよく、溝の底面と平行な面上に配置されてよく、又は、誘電体基板３０２３の面上に直接的に配置されてよく、誘電体基板は溝の底面と平行である。寄生構造３０２４は接地される。スロットｎは放射パッチ３０２２と寄生構造３０２４との間に存在し、従って、放射パッチは、寄生構造３０２４上で結合給電を実行することができる。寄生構造が放射パッチ上で結合給電を実行するとき、電磁振動が、寄生構造と溝の底面との間に生成され得る。寄生構造は、放射パッチに基づいてアンテナユニットに追加される。電磁振動は、寄生構造と溝の底面との間、及び放射パッチと溝の底面との間に、生成可能である。アンテナユニットの全体的な共振面積は、アンテナユニットの帯域幅と正の相関がある。従って、寄生構造が放射パッチ上で結合給電を実行するとき、アンテナユニットの帯域幅は、アンテナユニットの比較的小さい体積を確実にしながら、さらに拡張可能である。
【００５６】
任意選択で、図４−２又は図５に示されるように、アンテナユニット３０２は、第１のグランドピン３０２５をさらに含んでよく、第１のグランドピン３０２５の一端は寄生構造３０２４に接続され、第１のグランドピン３０２５の他端は金属キャリア３０１に接続され、第１のグランドピン３０２５は溝の底面Ｑに垂直であり、寄生構造３０２４は金属キャリア３０１を使用することによって接地される。寄生構造は、溝の底面と平行に配置されることがあり、従って、静電容量が寄生構造と溝の底面との間に生成される。次いで、第１のグランドピンが配置され、従って、インダクタンスが寄生構造と溝の底面との間に生成され、次いで、電磁振動が励起される。加えて、第１のグランドピンは、寄生構造が比較的短い経路を横切って金属キャリアに電気的に接続されることを可能にするだけでなく、誘電体基板の変形を回避するために誘電体基板を支持することもできる。第１のグランドピンの製造技術は、比較的単純である。
【００５７】
本発明のこの実施形態では、寄生構造は、直接接続給電又は結合給電などの複数の様式で、放射パッチに給電し得る。アンテナユニットの帯域幅は、２つの給電様式で拡張可能である。図５に示されるように、図５では、放射パッチ３０２２は寄生構造３０２４と直接接触し、放射パッチ３０２２は、寄生構造３０２４上で直接接続給電を実行する。任意選択で、この様式で放射パッチ３００２が給電されるとき、側面上のグランドケーブルは必要とされず、放射パッチ３００２は、寄生構造に接続された第１のグランドピン３０２５を使用することによって、直接的に接地される。加えて、第１のグランドピンを使用することによって、比較的強いインダクタンスが、電磁振動が放射パッチと溝の底面との間に生成されることを確実にするように、放射パッチと溝の底面との間に生成され得る。
【００５８】
図４−２に示されるように、スロットｎは、寄生構造３０２４と放射パッチ３０２２との間に存在し得る。例えば、スロットｎは、放射パッチ３０２２の面上の寄生構造３０２４の正射投影と放射パッチ３０２２との間に存在するか、又は、重複領域が、放射パッチ３０２２の面上の寄生構造３０２４の正射投影と放射パッチ３０２２との間に存在し得るが、寄生構造３０２４と放射パッチ３０２２は同一平面上にない、又は一緒に積層されず、従って、スロットｎが生成される。寄生構造３０２４は、スロットｎを使用することによって、放射パッチ３０２２上で結合給電を実行する。結合給電様式では、アンテナユニット３０２は、比較的高い定在波帯域幅を得ることがある。寄生構造３０２４が放射パッチ３０２２上で結合給電を実行するとき、寄生構造３０２４と放射パッチ３０２２は互いと接触しないことが留意されるべきである。従って、放射パッチ３０２２は、寄生構造３０２４を使用することによって接地されることはできず、グランドケーブル又はグランドピンを使用することによって接地される必要がある。
【００５９】
寄生構造の性能のために、寄生構造の場合、直接接続給電様式で必要とされる面積は、結合給電様式で必要とされる面積よりも大きいことが留意されるべきである。アンテナユニットの全体積を減少させるために、寄生構造及び放射パッチは、通常、結合給電様式で給電される。
【００６０】
さらに、寄生構造３０２４及び放射パッチ３０２２の形状は、寄生構造３０２４が放射パッチ３０２２に効果的に給電することを確実にするように、互いに適合し得る。例えば、アンテナユニット３０２内で、寄生構造３０２４が結合給電様式で放射パッチ３０２２に給電するとき、寄生構造３０２４及び放射パッチ３０２２は、適切なスロットが寄生構造３０２４と放射パッチ３０２２との間に存在することを確実にするように、互いに適合することがある。例えば、図４−２に示されるように、寄生構造３０２４は扇形構造であり、放射パッチ３０２２は部分円形構造であり、放射パッチ３０２２の中心及び寄生構造３０２４の中心は放射パッチ３０２２の同じ側面に配設される。任意選択で、２つの中心は、アンテナユニットが配置される隅に近く、従って、アンテナユニットの全体的なサイズが減少可能である。寄生構造が配置されていないアンテナユニット内の放射パッチは、部分円形構造であってもよいし、別の非中心対称構造であってもよいことに留意されたい。これは、本発明のこの実施形態では限定されない。図６に示されるように、寄生構造３０２４は三角形構造であり、放射パッチ３０２２は多角形構造であり、放射パッチ３０２２及び寄生構造３０２４のものであり、互いに近い２つの側面は平行である。
【００６１】
別の例では、アンテナユニット３０２内で、寄生構造３０２４が直接接続給電様式で放射パッチ３０２２に給電するとき、寄生構造３０２４及び放射パッチ３０２２の形状は、寄生構造３０２４と放射パッチ３０２２との間の効果的な接続を確実にするように、互いに適合し得る。例えば、図５に示されるように、寄生構造３０２４は扇形構造であり、放射パッチ３０２２は部分円形構造であり、放射パッチ３０２２の中心及び寄生構造３０２４の中心は放射パッチ３０２２の同じ側面に配設される。扇形構造の外縁は、部分円形構造の内縁と重複する。図５では、寄生構造３０２４及び放射パッチ３０２２は、誘電体基板の同じ面上に配設され得る。寄生構造３０２４は、放射パッチ３０２２に部分的に重複する。寄生構造３０２４及び放射パッチ３０２２は、重複部の接触に基づいて電気的に接続される。例えば、寄生構造３０２４及び放射パッチ３０２２は、誘電体基板の下面上に配設されることがあり、寄生構造３０２４の上面は、放射パッチ３０２２の下面に部分的に重複する。
【００６２】
寄生構造３０２４及び放射パッチ３０２２の形状について、別のマッチング状況があり得ることが留意されるべきである。本発明のこの実施形態は、説明のための例として使用されるにすぎない。本発明において提供されるマッチング状況に基づいてなされたいかなる修正形態、等価な置き換え、又は改善も、本発明の保護範囲内に含まれるものとする。従って、詳細は、本発明のこの実施形態で説明されない。
【００６３】
さらに、給電構造３０２１及び放射パッチ３０２２の形状は、給電構造３０２１が放射パッチ３０２２に効果的に給電することを確実にするように、互いに適合し得る。本発明のこの実施形態では、以下の３つの可能な実装形態が説明のための例として使用される。
【００６４】
第１の可能な実装形態では、図４−１から図５のいずれか１つに示されるように、給電構造３０２１はＥ字形構造であり、Ｅ字形構造は、１つの第１の垂直ストリップ構造と、一方の側面上の端が間隔を置いて第１の垂直ストリップ構造上に配置された３つの第１の水平ストリップ構造によって形成され、Ｅ字形構造の開口は放射パッチと対向して配置され、Ｅ字形構造の中央に配設された第１の水平ストリップ構造の長さは、他の２つの第１の水平ストリップ構造の各々の長さよりも長く、Ｅ字形構造の中央に配設された第１の水平ストリップ構造の他端は金属キャリアの給電部に接続され、スロットは第１の垂直ストリップ構造と放射パッチ３０２２との間に形成される。
【００６５】
第２の可能な実装形態では、図６に示されるように、給電構造３０２１はＴ字形構造であり、このＴ字形構造は、第２の垂直ストリップ構造と、一端が第２の垂直ストリップ構造の中央部分から延伸する１つの第２の水平ストリップ構造によって形成され、第２の水平ストリップ構造の他端は金属キャリアの給電部に接続され、スロットは第２の垂直ストリップ構造と放射パッチ３０２２との間に形成される。
【００６６】
第３の可能な実装形態では、代替えとして、図７に示されるように、給電構造３０２１は円弧形構造３０２１１及びストリップ構造３０２１２によって形成された一体型構造であってよく、ストリップ構造３０２１２の一端は金属キャリアの給電部に接続され、ストリップ構造３０２１２の他端は円弧形構造３０２１１に接続され、円弧形開口は、放射パッチ３０２２のものであり給電構造３０２１に近い側面に配置され、円弧形構造３０２１１は円弧形開口に適合し、円弧形構造３０２１１は円弧形開口の中に配設され、結合給電に使用されるスロットは、円弧形構造３０２１１と円弧形開口との間に形成される。
【００６７】
給電構造３０２１及び放射パッチ３０２２の形状について、別のマッチング状況があり得ることが留意されるべきである。本発明のこの実施形態は、説明のための例として使用されるにすぎない。本発明において提供されるマッチング状況に基づいてなされたいかなる修正形態、等価な置き換え、又は改善も、本発明の保護範囲内に含まれるものとする。従って、詳細は、本発明のこの実施形態で説明されない。
【００６８】
一般に、無線トランシーバ装置の構造について、３つのタイプの対称性、即ち、アンテナユニットの対称性、設置位置の対称性、及び金属キャリアの対称性が、真円度に関連する。３つのタイプの対称性がすべて満たされる場合、即ち、中心対称の無指向性アンテナユニットが、中心対称の金属キャリア上に中心対称的に配置される場合、無線トランシーバ装置の真円度は、一般に、比較的高い。対称性の３つのタイプのうちの１つが壊される場合、真円度は、一般に低くなる。
【００６９】
無指向性アンテナユニットが従来の無線トランシーバ装置上に設置される場合、一般に、無指向性アンテナユニットは、金属キャリアの中心位置上に配置される（金属キャリアは、基準グランド、即ち、図８に示されるグランドに等しい）。例えば、無指向性アンテナユニットは、無線トランシーバ装置の遮蔽カバー上に中心対称的に配置され、アンテナユニットの放射パッチ又はラジエータは、中心対称（回転可能に対称とも呼ばれる）構造として設計される。加えて、中心対称構造をもつアンテナユニットは、さらに、金属キャリアの中央（例えば、図８に示されるグランド）に置かれる必要があり、従って、アンテナユニットは、構造対称性に基づいて遮蔽カバーと平行な断面上に類似の放射特徴を有し、それによって、高い真円度性能を達成する。対応する電流分布の概略図が図８に示されている。アンテナユニットのグランド電流は、中心対称的に分布される。しかしながら、マルチバンドカバレッジ及びマルチチャネル信号送信を実施するために、一般に、少なくとも２つの無指向性アンテナユニットが、無線トランシーバ装置上に設置される必要がある。このケースでは、複数のアンテナユニットがあるとき、金属キャリアが各アンテナユニットに対して対称であることが確実にされることはできないので、グランド電流の非中心対称分布が必然的に引き起こされ、アンテナパターン真円度が低くなる。実際の適用例では、加工利便性のために、金属キャリアは、中心対称構造、例えば、矩形構造又は円形構造であり、金属キャリア上に留められた遮蔽カバーも中心対称構造である。任意選択で、金属キャリアは、中心対称のプリズム構造であってよい。美しさのために、金属キャリアの縁は、丸くてもよいし、斜めにされてもよい。
【００７０】
図９は、図２に示され、無指向性アンテナユニットが遮蔽カバーの４つの隅に配置されるシナリオにおける、アンテナユニットの電流分布の概略図である。金属キャリアは、アンテナユニットの基準グランド（図９に示されるグランド）として使用され、金属キャリアは各アンテナユニットに対して中心対称でなく、従って、各アンテナユニットのグランド電流は、非中心対称的に分布される。それに応じて、アンテナユニットの指向性パターンのエミュレーション図が図１０に示され得る。図１０において異なる周波数に対応するアンテナパターン真円度が、表１に示される。水平平面方向における角度θでの３次元指向性パターンの断面が得られる。θの値範囲は通常０°から１８０°であり、表１に記録された周波数値は、アンテナユニットが正常に稼働しているときに必要とされる周波数に対応する周波数値である。θ断面積真円度は、角度がθであるときに得られる指向性パターンにおけるレベル（単位：ｄＢ）の最大値と最小値との差を表す。加えて、カバレッジエリアのために、θ＝８０°の断面が、通常、考えられる。θ＝８０°は、極座標系において放射方向と垂直方向との間に含まれる角度が８０°であることを表す。図１０及び表１に示されるエミュレーション図から、従来の広帯域モノポールアンテナユニットが金属キャリアの４つの隅に配列されるとき、アンテナユニットは金属キャリアに対して非中心対称的に分布されるので、従って、金属キャリアのグランド電流は非中心対称的に分布されることが、知られ得る。従って、指向性パターンの比較的深いくぼみが金属キャリアの対角方向に形成され、アンテナパターン真円度が極めて低くなり、１．７ＧＨｚから２．７ＧＨｚ（ＧＨｚ）の広帯域範囲内の最小真円度は１０．９ｄＢ（ｄＢ）である。指向性パターンの変動度は、通信オペレータにとって許容可能である変動範囲をはるかに超える。水平断面指向性パターンの非常に大きな変動は、通信不感帯につながり、従って、カバレッジエリアが減少され、通信能力が減少される。
【００７１】
【表１】
2019527522.tif 000003
【００７２】
本発明のこの実施形態では、マルチバンドカバレッジ及びマルチチャネル信号送信を実施するために、一般に、少なくとも２つの無指向性アンテナユニットが、無線トランシーバ装置上に設置される必要がある。図３−１から図７のいずれか１つに示されるように、本発明のこの実施形態における無線トランシーバ装置上の各アンテナユニット内の放射パッチ３０２２及び給電構造３０２１は、非中心対称構造であることがある。本発明のこの実施形態における各アンテナユニット内の放射パッチ３０２２及び給電構造３０２１は、非中心対称構造であることがあり、金属キャリアは、アンテナユニットの基準グランドとして使用され、金属キャリアは、各アンテナユニットに対して非中心対称である。従って、各アンテナユニットに対して、非中心対称放射パッチ及び非中心対称基準グランドによって生成されるグランド電流は、比較的中心対称的に分布され得る。従来の無線トランシーバ装置内の無指向性アンテナユニットと比較して、本発明のこの実施形態において提供される無線トランシーバ装置内の各アンテナユニットは、広帯域範囲内で比較的高い真円度を有する。加えて、寄生構造は、アンテナユニットのアンテナパターン真円度をさらに確実にするように、非中心対称構造であってよい。
【００７３】
実際の適用例では、誘電体基板上の放射パッチ、給電構造、及び寄生構造の相対位置は、具体的な状況により決定されてよい。放射パッチ、給電構造、及び寄生構造のうちの２つは、誘電体基板の一方の側面に配設されることがあり、放射パッチ、給電構造、及び寄生構造のうちの１つは、誘電体基板の他方の側面に配設されることがある。又は、放射パッチ、給電構造、及び寄生構造は、誘電体基板の同じ側面に配設される。図４−２、図６、又は図７に示されるように、放射パッチ３０２２及び給電構造３０２１は、誘電体基板の一方の側面に配設され、寄生構造３０２４は、誘電体基板の他方の側面に配設される。図５又は図１１に示されるように、放射パッチ３０２２及び寄生構造３０２４は、誘電体基板３０２３の一方の側面に配設され、給電構造３０２１は、誘電体基板３０２３の他方の側面に配設される。例えば、放射パッチ及び寄生構造は誘電体基板の下面に配設され、給電構造は誘電体基板の上面に配設される。
【００７４】
確実に、寄生構造が無線トランシーバ装置上に配置されないとき、誘電体基板上の放射パッチ３０２２及び給電構造３０２１の相対位置は、具体的な状況により決定されてよい。放射パッチ３０２２及び給電構造３０２１はそれぞれ、誘電体基板３０２３の２つの側面に配設されてよいか、又は、放射パッチ３０２２及び給電構造３０２１は、誘電体基板３０２３の同じ側面に配設されてよい。図３−２に示されるように、放射パッチ３０２２と給電構造３０２１は、誘電体基板３０２３の同じ側面に配設される。図１２に示されるように、放射パッチ及び給電構造はそれぞれ、誘電体基板の２つの側面に配設される。
【００７５】
図１２では、放射パッチ３０２２は、誘電体基板３０２３の下面上に配設される。アンテナユニット３０２は、放射パッチ３０２２の少なくとも１つの側面に配置された第２のグランドピン３０２６をさらに含んでよい。第２のグランドピン３０２６は、金属から作製されてよい。第２のグランドピン３０２６の一端は放射パッチ３０２２に接続され、第２のグランドピン３０２６の他端は金属キャリア３０１に接続される。第２のグランドピン３０２６は、誘電体基板３０２３の面に垂直であり、放射パッチ３０２２は、金属キャリア３０１を使用することによって接地される。例えば、図１２では、２つの第２のグランドピン３０２６が、アンテナユニット３０２内に配置される。２つの第２のグランドピン３０２６は、放射パッチ３０２２の２つの側面に対称的に配置される。第２のグランドピン３０２６に基づいて、放射パッチは、溝の底面と平行に配置されることがあり、従って、静電容量が、放射パッチと溝の底面との間に生成される。次いで、第２のグランドピンが配置され、従って、インダクタンスが、放射パッチと溝の底面との間に生成され、次いで、電磁振動が励起される。加えて、第２のグランドピンは、放射パッチが比較的短い経路を横切って金属キャリアに電気的に接続されることを可能にするだけでなく、誘電体基板の変形を回避するために誘電体基板を支持することもできる。第２のグランドピンの製造技術は、比較的単純である。加えて、２つの第２のグランドピン３０２６が、放射パッチ３０２２の２つの側面に対称的に配置され、従って、アンテナユニットの大きさが効果的に減少可能であり、帯域幅が拡張される。
【００７６】
図４−１から図７のいずれか１つに示されるように、又は図１１若しくは図１２に示されるように、無線トランシーバ装置３０は、遮蔽カバー３０４をさらに含んでよい。遮蔽カバー３０４は、金属キャリア３０１の誘電体基板３０３上に留められ、無線周波数回路と外部環境との間の干渉及び無線周波数回路とアンテナユニットとの間の干渉を遮蔽するように構成される。遮蔽カバーの形状は、金属キャリア上の溝の位置により適応的に調整され得ることが留意されるべきである。例えば、溝が金属キャリアの４つの隅に配設されるとき、その溝に適合する溝も、遮蔽カバーの４つの隅に配置され、従って、遮蔽カバーと金属キャリアの溝が接続され、遮蔽カバー及び金属キャリアが効果的に留められる。
【００７７】
実際の適用例では、代替えとして、無線トランシーバ装置３０が、図１３に示されることがあり、遮蔽カバーを含まない。誘電体基板は、金属キャリア上に直接的に留められる（実際の適用例では、誘電体基板は、金属キャリアの内部に配置されることもあり、図１３は、説明のための例として使用されるにすぎない）。任意選択で、金属キャリアの内部にあり、それのために遮蔽構造が配置される必要がある構成要素の場合、小さい遮蔽カバーが、構成要素と外部環境との間の干渉を回避するために、構成要素の外側に留められることがある。図１３に示されるように、遮蔽カバーは、無線トランシーバ装置３０上に配置されず、従って、無線トランシーバ装置の全厚が減少されることがあり、それに応じて、無線トランシーバ装置の体積も減少される。
【００７８】
代替えとして、放射パッチ３０２２は、グランドピンを使用することに加えて、別の様式で接地されてよいことが留意されるべきである。任意選択で、図４−１又は図４−２に示されるように、アンテナユニット３０２は、グランドケーブル３０２７をさらに含んでよく、グランドケーブル３０２７は金属から作製され、グランドケーブル３０２７の一端は放射パッチ３０２２に接続され、グランドケーブル３０２７の他端は誘電体基板３０２３の金属グランドケーブル（図には図示せず）に接続され、従って、放射パッチ３０２２は、金属グランドケーブル（図には図示せず）を使用することによって接地される。グランドケーブルが配置されるアンテナユニットの場合、弱いインダクタンスが、放射パッチと溝の底面との間に生成されることがあり、従って、電磁振動は、放射パッチと溝の底面との間に生成される。本発明のこの実施形態では、比較的強いインダクタンスが放射パッチと溝の底面との間に生成されることを確実にするために、放射パッチが、グランドケーブルを使用することによって接地されるとき、溝の底面に垂直であるグランドピンが、放射パッチの下に追加されることがある。又は、放射パッチが、グランドケーブルを使用することによって接地されるとき、寄生構造が追加されることがあり、溝の底面に垂直であるグランドピンが寄生構造の下に追加されることがある。このようにして、比較的強いインダクタンスが生成される。実際の適用例では、代替えとして、インダクタンスは、別の様式で増加されてよい。これは、本発明のこの実施形態では限定されない。
【００７９】
アンテナユニット３０２内のグランドケーブル３０２７の量は、実際の状況により決定されてよい。例えば、図６に示されるように、グランドケーブル３０２７は放射パッチ３０２２の側面に配置され、給電構造３０２１は放射パッチの別の側面に配置される。
【００８０】
別の例では、図４−１に示されるように、合計２つのグランドケーブル３０２７がある。この２つのグランドケーブル３０２７は、放射パッチ３０２２の２つの側面に対称的に配置され、誘電体基板３０２３の金属グランドケーブルに別々に接続される。給電構造３０２１は軸対称構造であり、給電構造３０２１の対称軸は、２つのグランドケーブル３０２７の対称軸と同じである。このようにして、アンテナパターン真円度は、比較的容易に制御され得る。
【００８１】
さらに、図３−１から図７又は図１１から図１３のいずれか１つに示されるように、開口は、溝の側壁上に存在し得る、即ち、溝の側壁は閉じられていない。図３−１から図７では、溝は、金属キャリアの隅及び溝の２つの隣接する側壁の開口上に配置される。溝が金属キャリアの側面に配置されるとき、開口は、側壁上に存在し得る。このようにして、アンテナユニットの効果的な給電及びエネルギー放射が確実にされ得る。加えて、半分開いた溝は、容易に加工、製造、及び組み付け可能である。
【００８２】
任意選択で、ヒートシンクフィンは、金属キャリアの底部上にさらに配置されることがある。ヒートシンクフィンは、金属キャリアのために熱を放散するように構成される。
【００８３】
本発明の図３−１から図７又は図１１から図１３のいずれか１つにおける無線トランシーバ装置内の無指向性アンテナユニットの場合、電圧定在波比（英語：Ｖｏｌｔａｇｅ  Ｓｔａｎｄｉｎｇ  Ｗａｖｅ  Ｒａｔｉｏ、略してＶＳＷＲ）は２．５よりも小さくてよく、定在波帯域幅は４５％よりも大きくてよい。
【００８４】
図４−２に示される無線トランシーバ装置３０について、無線トランシーバ装置３０の左面図及び上面図がそれぞれ、図１４及び図１５に示されている。図１４及び図１５は、無線トランシーバ装置３０の構造パラメータを示す。図１４に示されるように、無線トランシーバ装置３０の厚さはｈ０である、即ち、下から上に順次重ねられる金属キャリア３０１、誘電体基板３０２３（又は誘電体基板３０３）、及び遮蔽カバー３０４の全厚がｈ０である。溝３０１１の深さはｈ１−ｈ３であり、ｈ３は遮蔽カバーの厚さである。誘電体基板３０２３の下面から溝３０１１の底面までの距離がｈである。第１のグランドピン３０２５の高さはｈ２である。誘電体基板３０３と溝３０１１は、同じ形状を有し、同じ大きさを有してよく、又は、異なる大きさを有してよい。一般に、誘電体基板３０３の大きさは、溝３０１１の大きさよりも小さい。図１５に示されるように、溝３０１１の上面図は、直角二等辺三角形が切り取られた隅を有する矩形である。矩形の側面長さはｃ０であり、直角二等辺三角形の側面長さはｃ０−ｃ１である。扇形（円の４分の１とも考えられ得る）寄生構造３０２４の中心から溝３０１１の２つの側面までの距離は両方ともｒ０であり、扇形の半径はｒ１であり、扇形に対応する中心角は９０°である。部分円形（リングの４分の１とも考えられ得る）放射パッチ３０２２の場合、内径はｒ２であり、外径はｒ３であり、中心角は９０°である。放射パッチの中心は、扇形寄生構造の中心と一致する。放射パッチ３０２２はＥ字形構造であり、放射パッチ３０２２の第１の垂直ストリップ構造は部分円形構造である。部分円形構造の場合、内径はｒ４であり、外径はｒ５であり、中心角はａである。Ｅ字形構造の外部縁上に配設される第１の水平ストリップ構造は、ｌａの長さと、ｗａの幅とを有する。Ｅ字形構造の中央に配設される第１の水平ストリップ構造は、ｌｆの長さと、ｗｆの幅とを有する。２つのグランドケーブル３０２７がある。この２つのグランドケーブル３０２７は、放射パッチ３０２２の２つの側面に対称的に配置され、誘電体基板３０２３の金属グランドケーブルに別々に接続される。各グランドケーブル３０２７は、ストリップ構造であり、ｗｓの長さと、ｌｓの幅とを有する。
【００８５】
例えば、図４−２に示される無線トランシーバ装置３０内のアンテナユニットの構造パラメータの値が、表２に示されている。λｌは、無線トランシーバ装置３０内のアンテナユニットの最低動作周波数に対応する波長であり、ｒ０（０．０５１０４λｌ，０．０７６５６λｌ）は、ｒ０が０．０５１０４λｌから０．０７６５６λｌの範囲内にあることを表す。
【００８６】
【表２】
2019527522.tif 000004
【００８７】
図４−２の無線トランシーバ装置３０内のアンテナユニットの構造パラメータの値が表２に示されているとき、表２の構造パラメータにより設計されたアンテナユニットの場合、エミュレーションによって得られたアンテナユニットの指向性パターンのエミュレーション図が、図１６に示され得る。θ＝８０°であるとき、図１６の異なる周波数に対応するアンテナパターン真円度が表３に示されている。図１６に示されるエミュレーション図及び表３から、図４−２に示される無線トランシーバ装置３０内にこの構造形式をもつアンテナユニットが、１．７ＧＨｚから２．７ＧＨｚの周波数帯域範囲内で３．３ｄＢの最小真円度を有することが知られることができる。指向性パターンは比較的低い変動を有し、従って、比較的大きいカバレッジエリアが提供可能であり、通信能力が改善される。
【００８８】
【表３】
2019527522.tif 000005
【００８９】
図１３に示される無線トランシーバ装置３０について、無線トランシーバ装置３０の左面図及び上面図がそれぞれ、図１７及び図１８に示されている。図１７及び図１８は、無線トランシーバ装置３０の構造パラメータを示す。図１７に示されるように、無線トランシーバ装置３０の厚さはｈ０である、即ち、下から上に順次重ねられる金属キャリア３０１及び誘電体基板３０２３（又は誘電体基板３０３）の全厚がｈ０である。溝３０１１の深さはｈ１である。誘電体基板３０２３の下面から溝３０１１の底面までの距離がｈである。第１のグランドピン３０２５の高さはｈ２である。図１８に示されるように、溝３０１１（誘電体基板と溝は同じ形状を有する）の上面図は、直角二等辺三角形が切り取られた隅を有する矩形である。矩形の側面長さはｃ０であり、直角二等辺三角形の側面長さはｃ０−ｃ１である。扇形（円の４分の１とも考えられ得る）寄生構造３０２４の中心から溝３０１１の２つの側面までの距離は両方ともｒ０であり、扇形の半径はｒ１であり、中心角は９０°である。放射パッチの中心は、扇形寄生構造の中心と一致する。放射パッチ３０２２はＥ字形構造であり、放射パッチ３０２２の第１の垂直ストリップ構造は部分円形構造である。部分円形構造の場合、内径はｒ４であり、外径はｒ５であり、中心角度はａである。Ｅ字形構造の外部縁上に配設される第１の水平ストリップ構造は、ｌａの長さと、ｗａの幅とを有する。Ｅ字形構造の中央に配設される第１の水平ストリップ構造は、ｌｆの長さと、ｗｆの幅とを有する。２つのグランドケーブル３０２７がある。２つのグランドケーブル３０２７は、放射パッチ３０２２の２つの側面に対称的に配置され、誘電体基板３０２３の金属グランドケーブルに別々に接続される。各グランドケーブル３０２７は、ストリップ構造であり、ｗｓの長さと、ｌｓの幅とを有する。
【００９０】
図１３に示される無線トランシーバ装置３０内のアンテナユニットの構造パラメータの値が、表４に示されている。λｌは、無線トランシーバ装置３０内のアンテナユニットの最低動作周波数に対応する波長であり、ｒ０（０．０３２８λｌ，０．０４９２λｌ）は、ｒ０が０．０３２８λｌから０．０４９２λｌの範囲内にあることを表す。
【００９１】
【表４】
2019527522.tif 000006
【００９２】
図１３の無線トランシーバ装置３０内のアンテナユニットの構造パラメータの値が表４に示されているとき、アンテナユニットの指向性パターンのエミュレーション図が図１９に示され得る。θ＝８０°であるとき、図１９の異なる周波数に対応するアンテナパターン真円度が表５に示されている。図１９に示されるエミュレーション図及び表５から、図１３に示される無線トランシーバ装置３０内のアンテナユニットが、１．７ＧＨｚから２．７ＧＨｚの周波数帯域範囲内で５．４ｄＢの最小真円度を有することが知られることができる。指向性パターンは比較的低い変動を有し、従って、比較的大きいカバレッジエリアが提供可能であり、通信能力が改善される。
【００９３】
【表５】
2019527522.tif 000007
【００９４】
図１１に示される無線トランシーバ装置３０について、無線トランシーバ装置３０の左面図及び上面図はそれぞれ、図１３内の無線トランシーバ装置３０の左面図及び上面図と基本的に同じであるが、放射パッチ３０２２は、図１１内における無線トランシーバ装置３０の上面図から直接的に見られることはできない。図１１に示される無線トランシーバ装置３０の左面図及び上面図については、図１７及び図１８を参照されたい。図１７に示されるように、無線トランシーバ装置３０の厚さはｈ０である、即ち、下から上に順次重ねられる金属キャリア３０１及び誘電体基板３０２３（又は誘電体基板３０３）の全厚がｈ０である。溝３０１１の深さはｈ１である。誘電体基板３０２３の下面から溝３０１１の底面までの距離がｈである。第１のグランドピン３０２５の高さはｈ２である。図１８に示されるように、溝３０１１（誘電体基板と溝は同じ形状を有する）の上面図は、直角二等辺三角形が切り取られた隅を有する矩形である。矩形の側面長さはｃ０であり、直角二等辺三角形の側面長さはｃ０−ｃ１である。扇形（円の４分の１とも考えられ得る）寄生構造３０２４の中心から溝３０１１の２つの側面までの距離は両方ともｒ０であり、扇形の半径はｒ１であり、中心角は９０°である。部分円形（リングの４分の１とも考えられ得る）放射パッチ３０２２の場合、内径はｒ２であり、外径はｒ３であり、中心角度は９０°である。放射パッチの中心は、扇形寄生構造の中心と一致する。放射パッチ３０２２はＥ字形構造であり、放射パッチ３０２２の第１の垂直ストリップ構造は部分円形構造である。部分円形構造の場合、内径はｒ４であり、外径はｒ５であり、中心角度はａである。Ｅ字形構造の外部縁上に配設される第１の水平ストリップ構造は、ｌａの長さと、ｗａの幅とを有する。Ｅ字形構造の中央に配設される第１の水平ストリップ構造は、ｌｆの長さと、ｗｆの幅とを有する。２つのグランドケーブル３０２７がある。この２つのグランドケーブル３０２７は、放射パッチ３０２２の２つの側面に対称的に配置され、誘電体基板３０２３の金属グランドケーブルに別々に接続される。各グランドケーブル３０２７は、ストリップ構造であり、ｗｓの長さと、ｌｓの幅とを有する。
【００９５】
図１１に示される無線トランシーバ装置３０内のアンテナユニットの構造パラメータの値が、表６に示されている。λｌは、無線トランシーバ装置３０内のアンテナユニットの最低動作周波数に対応する波長であり、ｒ０（０．０５１０４λｌ，０．０７６５６λｌ）は、ｒ０が０．０５１０４λｌから０．０７６５６λｌの範囲内にあることを表す。
【００９６】
【表６】
2019527522.tif 000008
【００９７】
図１１の無線トランシーバ装置３０内のアンテナユニットの構造パラメータの値が表６に示されているとき、アンテナユニットの指向性パターンのエミュレーション図が図２０に示され得る。θ＝８０°であるとき、図２０の異なる周波数に対応するアンテナパターン真円度が表７に示されている。図２０に示されるエミュレーション図及び表７から、図１１に示される無線トランシーバ装置３０内のアンテナユニットが、１．７ＧＨｚから２．７ＧＨｚの周波数帯域範囲内で３．６ｄＢの最小真円度を有することが知られることができる。指向性パターンは比較的低い変動を有し、従って、比較的大きいカバレッジエリアが提供可能であり、通信能力が改善される。
【００９８】
【表７】
2019527522.tif 000009
【００９９】
図１２に示される無線トランシーバ装置３０について、無線トランシーバ装置３０の左面図及び上面図がそれぞれ、図２１及び図２２に示されている。図２１及び図２２は、無線トランシーバ装置３０内のアンテナユニットの構造パラメータを示す。図２１に示されるように、無線トランシーバ装置３０の厚さはｈ０である、即ち、下から上に順次重ねられる金属キャリア３０１及び誘電体基板３０２３（又は誘電体基板３０３）の全厚がｈ０である。溝３０１１の深さはｈ１−ｈ３であり、ｈ３は遮蔽カバーの厚さである。誘電体基板３０２３の下面から溝３０１１の底面までの距離は、第２のグランドピン３０２６の高さに等しく、ｈである。第２のグランドピン３０２６から放射パッチ３０２２の中心までの投影距離はｐｓである。各第２のグランドピン３０２６の幅はｗｓである。図２２に示されるように、溝３０１１（誘電体基板と溝は同じ形状を有する）の上面図は、直角二等辺三角形が切り取られた隅を有する矩形である。矩形の側面長さはｃ０であり、直角二等辺三角形の側面長さはｃ０−ｃ１である。部分円形（リングの４分の１とも考えられ得る）放射パッチ３０２２の場合、内径はｒ１であり、外径はｒ２であり、中心角は９０°である。部分円形（リングの４分の１とも考えられ得る）放射パッチ３０２２の中心から溝３０１１の２つの側面までの距離は、両方ともｒ０である。放射パッチ３０２２はＥ字形構造であり、放射パッチ３０２２の第１の垂直ストリップ構造は部分円形構造である。部分円形構造の場合、内径はｒ４であり、外径はｒ５であり、中心角はａである。Ｅ字形構造の外部縁上に配設される第１の水平ストリップ構造は、ｌａの長さと、ｗａの幅とを有する。Ｅ字形構造の中央に配設される第１の水平ストリップ構造は、ｌｆの長さと、ｗｆの幅とを有する。
【０１００】
図１２に示される無線トランシーバ装置３０内のアンテナユニットの構造パラメータの値が、表８に示されている。λｌは、無線トランシーバ装置３０内のアンテナユニットの最低動作周波数に対応する波長であり、ｒ０（０．０３７３６λｌ，０．０５６０４λｌ）は、ｒ０が０．０３７３６λｌから０．０５６０４λｌの範囲内にあることを表す。
【０１０１】
【表８】
2019527522.tif 000010
【０１０２】
図１２の無線トランシーバ装置３０内のアンテナユニットの構造パラメータの値が表８に示されているとき、アンテナユニットの指向性パターンのエミュレーション図が図２３に示され得る。θ＝８０°であるとき、図２３の異なる周波数に対応するアンテナパターン真円度が表９に示されている。図２３に示されるエミュレーション図及び表９から、図１３に示される無線トランシーバ装置３０内のアンテナユニットが、１．７ＧＨｚから２．７ＧＨｚの周波数帯域範囲内で５．８ｄＢの最小真円度を有することが知られることができる。指向性パターンは比較的低い変動を有し、従って、比較的大きいカバレッジエリアが提供可能であり、通信能力が改善される。
【０１０３】
【表９】
2019527522.tif 000011
【０１０４】
図７に示される無線トランシーバ装置３０について、無線トランシーバ装置３０の左面図は、図１７に示される左面図と同じである。無線トランシーバ装置３０の上面図については、図２４を参照されたい。図１７に示されるように、無線トランシーバ装置３０の厚さはｈ０である、即ち、下から上に順次重ねられる金属キャリア３０１及び誘電体基板３０２３（又は誘電体基板３０３）の全厚がｈ０である。溝３０１１の深さはｈ１である。誘電体基板３０２３の下面から溝３０１１の底面までの距離がｈである。第１のグランドピン３０２５の高さはｈ２である。図２４に示されるように、溝３０１１（誘電体基板と溝は同じ形状を有する）の上面図は、直角二等辺三角形が切り取られた隅を有する矩形である。矩形の側面長さはｃ０であり、直角二等辺三角形の側面長さはｃ０−ｃ１である。扇形（円の４分の１とも考えられ得る）寄生構造３０２４の中心から溝３０１１の２つの側面までの距離は両方ともｒ０であり、扇形の半径はｒ１であり、中心角は９０°である。部分円形（リングの４分の１とも考えられ得る）放射パッチ３０２２の場合、内径はｒ２であり、外径はｒ３であり、中心角は９０°である。円弧形開口は、放射パッチ３０２２のものであり給電構造３０２１に近い側面上に配置され、円弧形開口の半径はｒ５である。放射パッチの中心は、扇形寄生構造の中心と一致する。給電構造３０２１は、円弧形構造３０２１１及びストリップ構造３０２１２によって形成された一体型構造である。ストリップ構造は、ｗｆの長さと、ｌｆの幅とを有する。円弧形構造３０２１２は、半径ｒ４を有し、円弧形開口と同心である。２つのグランドケーブル３０２７がある。この２つのグランドケーブル３０２７は、放射パッチ３０２２の２つの側面に対称的に配置され、誘電体基板３０２３の金属グランドケーブルに別々に接続される。各グランドケーブル３０２７は、ストリップ構造であり、ｗｓの長さと、ｌｓの幅とを有する。
【０１０５】
図７に示される無線トランシーバ装置３０内のアンテナユニットの構造パラメータの値が、表１０に示されている。λｌは、無線トランシーバ装置３０内のアンテナユニットの最低動作周波数に対応する波長であり、ｒ０（０．０４５６λｌ，０．０６４８λｌ）は、ｒ０が０．０４５６λｌから０．０６４８λｌの範囲内にあることを表す。
【０１０６】
【表１０】
2019527522.tif 000012
【０１０７】
図７の無線トランシーバ装置３０内のアンテナユニットの構造パラメータの値が表１０に示されているとき、アンテナユニットの指向性パターンのエミュレーション図が図２５に示され得る。θ＝８０°であるとき、図２５の異なる周波数に対応するアンテナパターン真円度が表１１に示されている。図２５に示されるエミュレーション図及び表１１から、図７に示される無線トランシーバ装置３０内のアンテナユニットが、１．７ＧＨｚから２．７ＧＨｚの周波数帯域範囲内で４．６ｄＢの最小真円度を有することが知られることができる。指向性パターンは比較的低い変動を有し、従って、比較的大きいカバレッジエリアが提供可能であり、通信能力が改善される。
【０１０８】
【表１１】
2019527522.tif 000013
【０１０９】
図６に示される無線トランシーバ装置３０について、無線トランシーバ装置３０の左面図は、図１７に示される左面図と同じである。無線トランシーバ装置３０の上面図については、図２６を参照されたい。図１７に示されるように、無線トランシーバ装置３０の厚さはｈ０である、即ち、下から上に順次重ねられる金属キャリア３０１及び誘電体基板３０２３（又は誘電体基板３０３）の全厚がｈ０である。溝３０１１の深さはｈ１である。誘電体基板３０２３の下面から溝３０１１の底面までの距離がｈである。第１のグランドピン３０２５の高さはｈ２である。図２６に示されるように、溝３０１１（誘電体基板と溝は同じ形状を有する）の上面図は、直角二等辺三角形が切り取られた隅を有する矩形である。矩形の側面長さはｃ０であり、直角二等辺三角形の側面長さはｃ０−ｃ１である。直角二等辺三角形寄生構造３０２４の頂点から溝３０１１の２つの側面までの距離は、両方ともｒ０であり、側面長さはａ１である。放射パッチ３０２２の上面図は、直角二等辺三角形がそれぞれ切り取られた２つの隅を有する矩形である。２つの隅はそれぞれ、隅が切り落とされた、溝の寄生構造３０２４に近い隅及び端に近い隅である。放射パッチ３０２２のものであり、寄生構造３０２４に近い側面は、寄生構造３０２４の底部と平行である。放射パッチ３０２２の残りの側面は、溝３０１１の上面図では、対応する側面と平行である。切除された直角二等辺三角形の１つの側面の側面長さはａ３であり、切除された直角二等辺三角形の別の側面の側面長さはａ４である。給電構造３０２１はＴ字形構造であり、給電構造３０２１の第２の垂直ストリップ構造の長さはｗ２である。長い側面は、放射パッチのものでありａ４の幅を有する側面と平行であり、互いの間の距離はｗ１である。給電構造３０２１の第２の水平ストリップ構造は、ｌｆの長さと、ｗｆの幅とを有する。１つのグランドケーブル３０２７があり、グランドケーブル３０２７及び給電構造３０２１が、放射パッチ３０２２の異なる側面上に配設される。グランドケーブル３０２７は、誘電体基板３０２３の金属グランドケーブルに接続される。グランドケーブル３０２７は、ストリップ構造であり、ｗｓの長さと、ｌｓの幅とを有する。
【０１１０】
図６に示される無線トランシーバ装置３０内のアンテナユニットの構造パラメータの値が、表１２に示されている。λｌは、無線トランシーバ装置３０内のアンテナユニットの最低動作周波数に対応する波長であり、ｒ０（０．０６４４λｌ，０．０９６６λｌ）は、ｒ０が０．０６４４λｌから０．０９６６λｌの範囲内にあることを表す。
【０１１１】
【表１２】
2019527522.tif 000014
【０１１２】
図６の無線トランシーバ装置３０内のアンテナユニットの構造パラメータの値が表１２に示されているとき、アンテナユニットの指向性パターンのエミュレーション図が図２７に示され得る。θ＝８０°であるとき、図２７の異なる周波数に対応するアンテナパターン真円度が表１３に示されている。図２７に示されるエミュレーション図及び表１３から、図６に示される無線トランシーバ装置３０内のアンテナユニットが、１．７ＧＨｚから２．７ＧＨｚの周波数帯域範囲内で４．４ｄＢの最小真円度を有することが知られることができる。指向性パターンは比較的低い変動を有し、従って、比較的大きいカバレッジエリアが提供可能であり、通信能力が改善される。
【０１１３】
【表１３】
2019527522.tif 000015
【０１１４】
任意選択で、代替えとして、溝３０１１内のアンテナユニット３０は、図３−１又は図３−２に示されてよい。図３−２では、給電構造３０２１は、２つの給電基礎構造によって形成される。一部は、溝３０１１の底面に垂直であり、金属キャリア上の給電部に接続されるように構成された第１の給電基礎構造３０２１ａであり、他の部分は、溝３０１１の底面と平行な第２の給電基礎構造３０２１ｂである。図３−２では、第２の給電基礎構造３０２１ｂが誘電体基板３０２３の上面上に印刷される例が、説明のために使用される。放射パッチ３０２２も、誘電体基板３０２３の上面上に印刷される。給電部信号（エネルギーとも考えられ得る）は、給電構造３０２１から給電され、スロットを使用することによって結合様式で放射パッチ３０２２に結合される。加えて、第２のグランドピン３０２６は、放射パッチ３０２２の２つの側面上に配置される。放射パッチ３０２２は、第２のグランドピン３０２６を使用することによって、金属キャリア３０１に接続される。アンテナユニットの全体的な構造は、金属キャリアから比較的独立している。部分の大きさは、アンテナユニットが４５％よりも大きい定在波帯域幅（ＶＳＷＲ＜２．５）を得ることができるように調整される。加えて、この周波数帯域範囲では、アンテナユニットの指向性パターンは、比較的高い真円度を有し得る。
【０１１５】
図３−２に示される無線トランシーバ装置３０について、無線トランシーバ装置３０の左面図及び上面図がそれぞれ、図２８及び図２９に示されている。図２８及び図２９は、無線トランシーバ装置３０内のアンテナユニットの構造パラメータを示す。図２８に示されるように、誘電体基板３０２３の上面から溝３０１１の底面までの距離がｈである。第２のグランドピン３０２６から放射パッチ３０２２の中心までの投影距離はｐｓである。各第２のグランドピン３０２６の幅はｗｓである。第２のグランドピン３０２６から第２の給電基礎構造３０２１ａまでの距離がｐｆである。図２９に示されるように、溝３０１１（誘電体基板と溝は同じ形状を有する）の上面図は、直角二等辺三角形が切り取られた隅を有する矩形である。矩形の側面長さはｃ０であり、直角二等辺三角形の側面長さはｃ０−ｃ１である。部分円形（リングの４分の１とも考えられ得る）放射パッチ３０２２の場合、内径はｒ１であり、外径はｒ２であり、中心角は９０°である。部分円形（リングの４分の１とも考えられ得る）放射パッチ３０２２の中心から溝３０１１の２つの側面までの距離は、両方ともｒ０である。放射パッチ３０２２はＥ字形構造であり、放射パッチ３０２２の第１の垂直ストリップ構造は部分円形構造である。部分円形構造の場合、内径はｒ４であり、外径はｒ５であり、中心角はａである。Ｅ字形構造の外部縁上に配設される第１の水平ストリップ構造は、ｌａの長さと、ｗａの幅とを有する。Ｅ字形構造の中央に配設される第１の水平ストリップ構造は、ｌｆの長さと、ｗｆの幅とを有する。
【０１１６】
図３−２に示される無線トランシーバ装置３０内のアンテナユニットの構造パラメータの値が、表１４に示されている。λｌは、無線トランシーバ装置３０内のアンテナユニットの最低動作周波数に対応する波長であり、ｒ１（０．０７３λｌ，０．１０９λｌ）は、ｒ１が０．０７３λｌから０．１０９λｌの範囲内にあることを表す。
【０１１７】
【表１４】
2019527522.tif 000016
【０１１８】
本発明の実施形態における前述の無線トランシーバ装置３０の構造が、説明のための例として使用されることが留意されるべきである。実際の適用例では、図３−１から図７又は図１１から図１３における無線トランシーバ装置３０内の構成要素は、相互に参照されてもよいし、組み合わされてもよいし、交換されてもよい。例えば、図３−１及び図３−２の第２の給電基礎構造３０２１ｂの具体的な形状については、図４−１から図７を参照されたい。第２の給電基礎構造３０２１ｂは、Ｔ字形構造であってもよいし、Ｅ字形構造であってもよいし、円弧形構造及びストリップ構造によって形成される一体型構造であってもよい。違いは、第２の給電基礎構造３０２１ｂが、第１の給電基礎構造３０２１ａを使用することによって給電部に接続されることがあることである。本発明の趣旨及び原理から逸脱することなくなされたいかなる修正形態、等価な置き換え、及び改善も、本発明の保護範囲内に含まれるものとする。詳細は、本発明では説明されない。
【０１１９】
本発明の実施形態において提供される無線トランシーバ装置の大きさは、説明のための例としてのみ使用され、主に、アンテナユニットが、４５％よりも大きい定在波帯域幅（ＶＳＷＲ＜２．５）を得ることを確実にするために使用されることが留意されるべきである。実際の適用例では、無線トランシーバ装置の大きさは、特定のシナリオにより調整されてよい。これは、本発明の実施形態では限定されない。
【０１２０】
本発明の実施形態において提供される無線トランシーバ装置は、単純な構造を有し、容易に組み付け可能である。放射パッチ、給電部構造、グランドケーブルなどは、誘電体基板上で一体化されることがあり、次いで、金属キャリアの溝上で設置される。遮蔽カバーは、誘電体基板が設置された後に金属キャリア上に留められてもよいし、誘電体基板が設置される前に金属キャリア上に留められてもよい。グランドピンは、誘電体基板が設置された後に配置されることがある。放射パッチ、給電構造、グランドケーブルなどは、誘電体基板上で一体化されることがあり、別々に形成された３次元構造ではなく、構造は単純で、それによって、組み立てを容易にする。無線トランシーバ装置が遮蔽カバーを含む場合、遮蔽カバーは、誘電体基板が設置された後に、金属キャリア上に留められることがある。グランドピンは、放射ボードが設置された後に配置されることがある。放射パッチ、給電構造、グランドケーブルなどは、誘電体基板上で一体化されることがあり、別々に形成された３次元構造ではなく、構造は単純で、それによって、組み立てを容易にする。
【０１２１】
本発明の前述の実施形態において提供される無線トランシーバ装置では、アンテナユニットは、誘電体基板を含んでもよいし、誘電体基板を含まなくてもよいことが留意されるべきである。誘電体基板は、放射パッチ及び給電構造を支承するように構成され、誘電体基板の形状は、溝のそれと同じであってもよいし、それと異なってもよい。図では、誘電体基板の形状が溝の形状と同じであり、誘電体基板の面積が溝の面積よりも小さいことが、例として使用される。アンテナユニットが誘電体基板を含むとき、誘電体基板を使用することによって、電磁振動が放射パッチと溝の底面との間に生成され得る。アンテナユニットが誘電体基板を含まないときは、電磁振動は、別の様式で放射パッチと溝の底面との間に生成され得る。例えば、図３−１に示されるように、無線トランシーバ装置は、放射パッチの少なくとも１つの側面上に配置された第２のグランドピン３０２６をさらに含んでよい。第２のグランドピン３０２６の一端は放射パッチ３０２２に接続され、第２のグランドピンの他端は金属キャリア３０１に接続される。
【０１２２】
第２のグランドピン３０２６は、溝３０１の底面に垂直であり、放射パッチ３０２２は、金属キャリア３０１を使用することによって接地される。電磁振動が放射パッチ３０２２と溝の底面との間に生成されることを確実にするように、放射パッチ３０２２は、第２のグランドピン３０２６によって支持されることがあり、第２の給電基礎構造３０２１ｂは、第１の給電基礎構造３０２１ａによって支持されることがある。任意選択で、放射パッチ及び／又は給電構造は、プラスチック構造によって支持されることがあり、従って、電磁振動が、放射パッチ３０２２と、アンテナユニットが配置される面との間に生成される。別の実施形態における無線トランシーバ装置の構造は、図３−１を参照して適応的に修正されてよい。これは、本発明の実施形態では限定されない。同様に、アンテナユニットが誘電体基板を含むとき、誘電体基板を使用することによって、電磁振動が寄生構造と溝の底面との間に生成され得る。アンテナユニットが誘電体基板を含まないときは、電磁振動は、別の様式で寄生構造と溝の底面との間に生成され得る。例えば、寄生構造を支持するグランドピンが配置される、又は、寄生構造を支持するプラスチック構造が使用される。詳細は、本発明の実施形態では、再び説明されない。
【０１２３】
本発明のこの実施形態において提供される無線トランシーバ装置によれば、アンテナユニットは金属キャリアの溝内に配置され、従って、無線トランシーバ装置の全厚が減少され、全体積が減少され、それによって、無線トランシーバ装置によって占有される空間を減少させる。加えて、本発明のこの実施形態において提供される無線トランシーバ装置内の広帯域無指向性アンテナユニットにより、放射パッチ及び給電部構造が誘電体基板上にさらに配置されてよく、アンテナユニットは、別々に加工又は設置される必要はなく、従って、無線トランシーバ装置の製造プロセスの複雑さが減少され、組み立てコストも減少される。さらに、アンテナユニットの放射パッチ及び給電構造は、平面構造に類似している。従って、関連技術における３次元構造と比較して、アンテナユニットの全体積が減少され、それによって、無線トランシーバ装置によって占有される空間を減少させる。
【０１２４】
本発明の実施形態は、基地局を提供する。基地局は、本発明の実施形態において提供される少なくとも１つの無線トランシーバ装置モジュールを含んでよい。基地局が少なくとも２つの無線トランシーバ装置モジュールを含むとき、各無線トランシーバ装置モジュールは、本発明において提供される前述の実施形態における任意の無線トランシーバ装置であってよい。基地局は、通常、屋内基地局である。本発明の実施形態における無線トランシーバ装置３０を使用する基地局は、広い動作周波数帯域と、所望の無指向性性能とを有する。基地局は、スタジアム又は商店街内に設置されることがあり、屋内エリア内の無線信号の無指向性カバレッジを提供するように構成される。
【０１２５】
当業者は、実施形態のステップのすべて又はいくつかがハードウェアによって実施されてもよいし、関連ハードウェアに指示するプログラムによって実施されてもよいことを理解し得る。プログラムは、コンピュータ可読記憶媒体に記憶され得る。記憶媒体は、読み出し専用メモリ、磁気ディスク、又は光ディスクを含んでよい。
【０１２６】
前述の説明は、本発明の実施形態の例にすぎず、本発明を限定することを意図したものではない。本発明の趣旨及び原理から逸脱することなくなされたいかなる修正形態、等価な置き換え、及び改善も、本発明の保護範囲内に含まれるものとする。
【図１】
2019527522.tif 000017
【図２】
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【図３−１】
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【図３−２】
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【図４−１】
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【図４−２】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【手続補正書】
【提出日】平成31年3月5日(2019.3.5)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は通信分野に関し、より詳細には、無線トランシーバ装置及び基地局に関する。
【背景技術】
【０００２】
モバイル通信システムにおいて、無線トランシーバ装置は、一般的な信号トランシーバ装置であり、主に、アンテナユニット、誘電体基板、遮蔽カバー、及び金属キャリアなどの構造を含む。無線トランシーバ装置上に配置されたアンテナユニットは、一般に、無線トランシーバ装置が、広い信号カバレッジエリアを提供することを可能にするように、無指向性アンテナユニットである。無指向性アンテナユニットは、水平指向性パターンにおいて３６０°、即ち全方向の均一放射を示し、垂直指向性パターンにおいて幅をもつビームを示す。
【０００３】
従来の無指向性アンテナユニットは、一般に、放射パッチと短絡プローブと給電プローブとを含む３次元構造である。無指向性アンテナユニットは、金属キャリア又は遮蔽カバー上に配置される。
【０００４】
しかしながら、従来の無指向性アンテナユニットは、別々に加工され、金属キャリア又は遮蔽カバー上に組み付けられる必要がある、独立した部分である。このようにして、無指向性アンテナユニットが遮蔽カバー上に配置されるとき、無線トランシーバ装置の全厚は、重ねられた金属キャリア及び遮蔽カバー及び無指向性アンテナユニットの全厚であり、又は、無指向性アンテナユニットが金属キャリア上に配置されるとき、無線トランシーバ装置の全厚は、重ねられる金属キャリア及び無指向性アンテナユニットの全厚である。従って、従来の無線トランシーバ装置の全厚は比較的大きく、全体積も比較的大きい。それに応じて、比較的大きい空間が占有される。
【発明の概要】
【０００５】
無線トランシーバ装置が比較的大きい空間を占有するという課題を解決するために、本発明の実施形態は、無線トランシーバ装置及び基地局を提供する。技術的解決策は、以下のとおりである。一態様によれば、金属キャリアと、少なくとも１つのアンテナユニットと含み、アンテナユニットは給電構造と放射パッチとを含み、溝が金属キャリア上に配置され、アンテナユニットは溝内に配置され、放射パッチは給電構造を使用することによって給電され、放射パッチは接地される、無線トランシーバ装置が提供される。
【０００６】
本発明のこの実施形態において提供される無線トランシーバ装置により、アンテナユニットは金属キャリアの溝内に配置され、従って、無線トランシーバ装置の全厚が減少され、全体積が減少され、それによって、無線トランシーバ装置によって占有される空間を減少させる。
【０００７】
任意選択で、溝は、金属キャリアの縁上に配設される。溝内に配設されるアンテナユニットは、より優れた電磁放射性能を有する。
【０００８】
実際の適用例では、電磁振動（共振とも呼ばれる）が、放射パッチと溝の底面との間に生成可能である。任意選択で、溝は、金属キャリアの隅に配設されてもよいし、金属キャリアの側面上に配設されてもよい。開口は、溝の側壁上に存在し得る。側壁上に開口を有する溝内に配設されたアンテナユニットは、より優れた放射特徴を有する。
【０００９】
任意選択で、少なくとも１つの溝が金属キャリア上に配置され、１つのアンテナユニットは各溝内に配置される。即ち、溝とアンテナユニットは、１対１対応で配置され得る。
【００１０】
さらに、スロットが給電構造と放射パッチとの間に存在し、給電構造は、スロットを使用することによって放射パッチ上で結合給電を実行する。
【００１１】
本発明のこの実施形態において提供される無線トランシーバ装置により、給電構造は、スロットを使用することによって放射パッチ上で結合給電を実行し、従って、アンテナユニットの帯域幅は、効果的に拡張可能である。
【００１２】
さらに、アンテナユニットは寄生構造をさらに含んでよく、この寄生構造は、溝の底面と平行な面上に配設され、この寄生構造は接地される。寄生構造を追加することによって、アンテナユニットの帯域幅は、さらに拡張可能である。
【００１３】
任意選択で、スロットが寄生構造と放射パッチとの間に存在し、寄生構造は、スロットを使用することによって放射パッチ上で結合給電を実行する。寄生構造は、スロットを使用することによって放射パッチ上で結合給電を実行し、従って、アンテナユニットの帯域幅は、比較的小さい体積を占有しながら、効果的に拡張可能である。
【００１４】
任意選択で、アンテナユニットは、第１のグランドピンをさらに含んでよく、この第１のグランドピンの一端は寄生構造に接続され、この第１のグランドピンの他端は金属キャリアに接続され、この第１のグランドピンは溝の底面に垂直であり、寄生構造は金属キャリアを使用することによって接地される。寄生構造は、第１のグランドピンを使用することによって効果的に接地可能である。
【００１５】
さらに、寄生構造は非中心対称構造であってもよい。寄生構造は、複数の形状を有することがある。任意選択で、寄生構造は扇形構造であり、放射パッチは部分円形構造であり、放射パッチの中心と寄生構造の中心は放射パッチの同じ側面に配設される。任意選択で、２つの中心は、アンテナユニットが配置される隅に近く、従って、アンテナユニットの全体的なサイズが減少可能である。
【００１６】
寄生構造が配置されていないアンテナユニット内の放射パッチは、部分円形構造であってもよいし、別の非中心対称構造であってもよいことが留意されるべきである。これは、本発明のこの実施形態では限定されない。
【００１７】
任意選択で、放射パッチと給電構造の両方は非中心対称構造である。放射パッチと給電構造の両方が非中心対称構造であるので、アンテナユニットが金属キャリアの中心位置上に配置されていないとき、アンテナユニットの高い真円度特徴は依然として確実にされ得、アンテナユニットの一般的な適用性は改善可能である。
【００１８】
放射パッチ、給電構造、及び寄生構造はすべて非中心対称構造であるので、アンテナユニットが金属キャリアの中心位置上に配置されないとき、さらに、アンテナユニットの高い真円度特徴は依然として確実にされ得、アンテナユニットの一般的な適用性は改善可能であることが留意されるべきである。
【００１９】
任意選択で、給電構造は、複数の形を有することがある。
【００２０】
第１の可能な実装形態では、給電構造はＥ字形構造であり、このＥ字形構造は、１つの第１の垂直ストリップ構造と、一方の側面上の端が間隔を置いて第１の垂直ストリップ構造上に配置された３つの第１の水平ストリップ構造によって形成され、Ｅ字形構造の開口は放射パッチと対向して配置され、Ｅ字形構造の中央に配設された第１の水平ストリップ構造の長さは、他の２つの第１の水平ストリップ構造の各々の長さよりも長く、Ｅ字形構造の中央に配設された第１の水平ストリップ構造の他端は金属キャリアの給電部に接続され、スロットが第１の垂直ストリップ構造と放射パッチとの間に形成される。給電部、即ち、給電源は金属キャリアの信号送信ポートであってよく、通常、トランシーバの入力／出力ポートに接続される。
【００２１】
第２の可能な実装形態では、給電構造はＴ字形構造であり、このＴ字形構造は、１つの第２の垂直ストリップ構造と、一端が第２の垂直ストリップ構造の中央部分から延伸する１つの第２の水平ストリップ構造によって形成され、第２の水平ストリップ構造の他端は金属キャリアの給電部に接続され、スロットが第２の垂直ストリップ構造と放射パッチとの間に形成される。
【００２２】
第３の可能な実装形態では、給電構造は円弧形構造及びストリップ構造によって形成された一体型構造であり、ストリップ構造の一端は金属キャリアの給電部に接続され、ストリップ構造の他端は円弧形構造に接続され、円弧形開口は、放射パッチのものであり給電構造に近い側面に配置され、円弧形構造は円弧形開口の中に配設され、スロットが円弧形構造と円弧形開口との間に形成される。
【００２３】
任意選択で、アンテナユニットは誘電体基板をさらに含み、この誘電体基板は溝内に配置され、放射パッチと給電構造の両方は誘電体基板上に配置される。誘電体基板は、スロットが放射パッチと溝の底面との間に形成されることを確実にするために、放射パッチ及び給電構造を効果的に支承することがあり、従って、電磁振動が、放射パッチと溝の底面との間に生成される。
【００２４】
寄生構造に加えて、任意選択で、アンテナユニットは、グランドケーブルをさらに含み、このグランドケーブルの一端は放射パッチに接続され、グランドケーブルの他端は、誘電体基板上に配置された金属グランドケーブルに接続され、従って、放射パッチは、金属グランドケーブルを使用することによって接地される。放射パッチは、グランドケーブルを使用することによって効果的に接地可能である。
【００２５】
任意選択で、グランドケーブルの配置のための複数の可能な実装形態があり得る。
【００２６】
第１の可能な実装形態では、グランドケーブルは放射パッチの側面に配置され、給電構造は放射パッチの別の側面に配置される
【００２７】
第２の可能な実装形態では、２つのグランドケーブルがある。この２つのグランドケーブルは、放射パッチの２つの側面に対称的に配置され、誘電体基板の金属グランドケーブルに別々に接続され、給電構造は軸対称構造であり、給電構造の対称軸は２つのグランドケーブルの対称軸と同じである。
【００２８】
可能な実装形態では、アンテナユニットが誘電体基板を含むとき、放射パッチは誘電体基板の下面上に配設されてよく、無線トランシーバ装置は、放射パッチの少なくとも１つの側面に配置された第２のグランドピンをさらに含み、第２のグランドピンの一端は放射パッチに接続され、第２のグランドピンの他端は金属キャリアに接続され、第２のグランドピンは誘電体基板の面に垂直であり、誘電体基板の面は溝の底面と平行であり、放射パッチは金属キャリアを使用することによって接地される。
【００２９】
別の可能な実装形態では、アンテナユニットが誘電体基板を含まないとき、無線トランシーバ装置は、放射パッチの少なくとも１つの側面に配置された第２のグランドピンをさらに含んでよく、第２のグランドピンの一端は放射パッチに接続され、第２のグランドピンの他端は金属キャリアに接続され、第２のグランドピンは溝の底面に垂直であり、放射パッチは金属キャリアを使用することによって接地される。
【００３０】
任意選択で、誘電体基板は金属キャリア上にさらに配置され、アンテナユニットの誘電体基板と金属キャリア上の誘電体基板は一体型構造である。誘電体基板と金属キャリア上の誘電体基板が一体型構造であるとき、アンテナユニットは、別々に加工又は設置される必要はなく、従って、無線トランシーバ装置の製造プロセスの複雑さが減少され、組み立てコストが減少される。
【００３１】
任意選択で、無線トランシーバ装置は、遮蔽カバーをさらに含み、遮蔽カバーは、金属キャリア上の誘電体基板上に留められる。遮蔽カバーは、金属キャリア内部の電子構成要素に対する外部環境の電磁干渉を効果的に遮蔽することができる。
【００３２】
任意選択で、ヒートシンクフィンは、金属キャリアのための効果的な熱放散を確実にするように、金属キャリアの底部上に配置される。
【００３３】
任意選択で、給電構造は、溝の底面に垂直である第１の給電基礎構造と、溝の底面と平行である第２の給電基礎構造とを含んでよく、第１の給電基礎構造は金属キャリアの給電部に接続される。
【００３４】
第２の給電基礎構造の形状は前述のＥ字形構造又はＴ字形構造の形状と同じであってよく、違いは、第２の給電基礎構造が、第１の給電基礎構造を使用することによって給電部に接続され得ることであることが留意されるべきである。
【００３５】
別の態様によれば、前述の無線トランシーバ装置のいずれか１つを含む基地局が提供される。
【００３６】
本発明の実施形態において提供される無線トランシーバ装置により、アンテナユニットは、金属キャリアの溝内に配置され、従って、無線トランシーバ装置の全厚が減少され、全体積が減少され、それによって、無線トランシーバ装置によって占有される空間を減少させる。
【００３７】
本発明の実施形態における技術的解決策を、より明確に説明するために、以下は、実施形態を説明するために必要とされる添付の図面について手短に説明する。明らかに、以下の説明における添付の図面は、本発明のいくつかの実施形態を示しているにすぎず、当業者は、依然として、これらの添付の図面から他の図面を創意工夫なしで導き出し得る。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】関連技術による、頻繁に使用される無指向性アンテナユニットの概略構造図である。
【図２】関連技術による、頻繁に使用される無線トランシーバ装置の概略構造図である。
【図３−１】本発明の一実施形態による、無線トランシーバ装置の概略構造図である。
【図３−２】本発明の一実施形態による、無線トランシーバ装置の部分構造の概略図である。
【図４−１】本発明の一実施形態による、別の無線トランシーバ装置の部分構造の概略図である。
【図４−２】本発明の一実施形態による、さらに別の無線トランシーバ装置の部分構造の概略図である。
【図５】本発明の一実施形態による、無線トランシーバ装置の部分構造の概略図である。
【図６】本発明の一実施形態による、別の無線トランシーバ装置の部分構造の概略図である。
【図７】本発明の一実施形態による、さらに別の無線トランシーバ装置の部分構造の概略図である。
【図８】関連技術による頻繁に使用される無指向性アンテナユニットの電流分布の概略図である。
【図９】図２において提供される無線トランシーバ装置内の無指向性アンテナユニットの電流分布の概略図である。
【図１０】図９に示される無線トランシーバ装置内の無指向性アンテナユニットの指向性パターンのエミュレーション図である。
【図１１】本発明の一実施形態による、さらに別の無線トランシーバ装置の部分構造の概略図である。
【図１２】本発明の一実施形態による、無線トランシーバ装置の部分構造の概略図である。
【図１３】本発明の一実施形態による、別の無線トランシーバ装置の部分構造の概略図である。
【図１４】図４−２に示される無線トランシーバ装置の左面図である。
【図１５】図４−２に示される無線トランシーバ装置の上面図である。
【図１６】図４−２の無線トランシーバ装置内のアンテナユニットの指向性パターンのエミュレーション図である。
【図１７】図１３に示される無線トランシーバ装置の左面図である。
【図１８】図１３に示される無線トランシーバ装置の上面図である。
【図１９】図１３の無線トランシーバ装置内のアンテナユニットの指向性パターンのエミュレーション図である。
【図２０】図１１の無線トランシーバ装置内のアンテナユニットの指向性パターンのエミュレーション図である。
【図２１】図１２に示される無線トランシーバ装置の左面図である。
【図２２】図１２に示される無線トランシーバ装置の上面図である。
【図２３】図１２の無線トランシーバ装置内のアンテナユニットの指向性パターンのエミュレーション図である。
【図２４】図７に示される無線トランシーバ装置の上面図である。
【図２５】図７の無線トランシーバ装置内のアンテナユニットの指向性パターンのエミュレーション図である。
【図２６】図６に示される無線トランシーバ装置の上面図である。
【図２７】図６の無線トランシーバ装置内のアンテナユニットの指向性パターンのエミュレーション図である。
【図２８】図３−２に示される無線トランシーバ装置の左面図である。
【図２９】図３−２に示される無線トランシーバ装置の上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
本発明の目的、技術的解決策、及び利点をより明らかにするために、以下は、添付の図面を参照しながら、本発明の実施形態について詳細にさらに説明する。
【００４０】
図１は、関連技術において提供された、頻繁に使用される無指向性アンテナユニット１０である。無指向性アンテナユニットは、広帯域モノポールアンテナユニットと呼ばれることがある。図１に示されるように、無指向性アンテナユニット１０は、放射パッチ１１と、一端は放射パッチ１１に接続され、他端は接地された短絡プローブ１２と、給電プローブ１３とを含み、給電プローブ１３の一端は接地され、スロットＨが、給電プローブ１３の他端と放射パッチ１１との間に形成される。給電プローブ１３は、スロットＨを使用することによって放射パッチ１１に給電し、給電点は点Ａである。
【００４１】
既存の無指向性アンテナユニットは３次元構造であるので、無指向性アンテナユニットを含む無線トランシーバ装置が図２に示され得る。図２は、従来の無線トランシーバ装置２０の概略構造図である。無線トランシーバ装置２０は、少なくとも１つの無指向性アンテナユニット１０と、誘電体基板２０１と、遮蔽カバー２０２と、金属キャリア２０３とを含む。金属キャリア２０３はハウジングであり、誘電体基板２０１は金属キャリア２０３上に配置され、遮蔽カバー２０２は金属キャリア上に留められ、無指向性アンテナユニット１０は、遮蔽カバー２０２又は金属キャリア２０３上に形成される。図２では、無指向性アンテナユニット１０が遮蔽カバー２０２上に形成される例が、説明に使用される。
【００４２】
従来の無線トランシーバ装置では、無指向性アンテナユニット１０は、別々に加工された３次元構造であり、加工が完了された後、遮蔽カバー２０２又は金属キャリア２０３上に配置される。無指向性アンテナユニットが遮蔽カバー上に配置されるとき、無線トランシーバ装置の全厚は、重ねられた金属キャリア及び遮蔽カバー及び無指向性アンテナユニットの全厚であり、又は、無指向性アンテナユニットが金属キャリア上に配置されるとき、無線トランシーバ装置の全厚は、重ねられる金属キャリア及び無指向性アンテナユニットの全厚である。従って、従来の無線トランシーバ装置の全厚は比較的大きく、全体積も比較的大きい。
【００４３】
図３−１は、本発明の一実施形態による無線トランシーバ装置３０の概略構造図である。図３−１に示されるように、無線トランシーバ装置３０は、金属キャリア３０１と、少なくとも１つのアンテナユニット３０２とを含んでよい。
【００４４】
溝３０１１が金属キャリア３０１上に配置される。溝３０１１は、金属キャリア３０１の縁上に配置されることがある。任意選択で、溝３０１１は、金属キャリア３０１の隅に配設されてもよいし、金属キャリア３０１の側面上に配設されてもよい。アンテナユニット３０２は溝３０１１内に配置される（本発明のこの実施形態では、アンテナユニットが溝内に配置されることは、アンテナユニットのすべて又は一部が溝内に配置されることを意味し、一般に、溝の底面上のアンテナユニットの正射投影は、溝内に配設される）。図３−１の破線ボックスＵに示されるように、破線ボックスＵの中に、金属キャリア３０１の縁上に配置されたアンテナユニット３０２の拡大図がある。アンテナユニット３０２は、給電構造３０２１と、放射パッチ３０２２とを含む。放射パッチ３０２２は、給電構造３０２１を使用することによって給電され、放射パッチ３０２２は接地される。本発明のこの実施形態における金属キャリアは、複数の構造を有することがあることが留意されるべきである。金属キャリアは、アンテナユニットの基準グランドとして使用可能であり、金属キャリアは、無線トランシーバ装置の金属ハウジング、回路基板（例えば、誘電体基板）、ヒートシンクなどであってよい。
【００４５】
実際の適用例では、電磁振動（共振とも呼ばれる）が、放射パッチ３０２２と溝の底面との間に生成可能である。一般に、静電容量及びインダクタンスが放射パッチと溝の底面との間に生成され、電磁振動が、静電容量及びインダクタンスによって励起される。
【００４６】
任意選択で、少なくとも１つの溝３０１１が金属キャリア上に配置され、１つのアンテナユニット３０２は各溝３０１１内に配置される。即ち、溝とアンテナユニットは、１対１対応で配置されることがあり、溝の量はアンテナユニットの量に等しい。図３−１に示されるように、図３−１では４つの溝３０１１が配置されている。それに応じて、１つのアンテナユニット３０２が各溝内に配置される。即ち、４つのアンテナユニット３０２がある。少なくとも２つの溝が金属キャリア上に配置されるとき、少なくとも２つの溝内に配置されたアンテナユニットの構造は、同じであってもよいし、異なってもよい。これは、本発明のこの実施形態では限定されない。
【００４７】
本発明のこの実施形態において提供される無線トランシーバ装置によれば、アンテナユニットは金属キャリアの溝内に配置され、従って、無線トランシーバ装置の全厚が減少され、全体積が減少され、それによって、無線トランシーバ装置によって占有される空間を減少させる。
【００４８】
さらに、図３−２に示されるように、アンテナユニット３０２は、誘電体基板３０２３をさらに含んでよい。図３−２は、図３−１の破線ボックスＵに示されるアンテナユニットに誘電体基板が追加された後に得られる概略構造図と考えられ得る。任意選択で、誘電体基板はエポキシ樹脂プレートＦＲ−４であってよく、エポキシ樹脂プレートＦＲ−４の誘電率は４．２である。又は、誘電体基板は、別の材料から作製されてよい。
【００４９】
誘電体基板３０２３は、溝３０１１内に配置され、放射パッチ３０２２及び給電構造３０２１を支承するように構成される。即ち、放射パッチ３０２２は、誘電体基板３０２３上に配置される。電磁振動は、放射パッチ３０２２と溝３０１１の底面との間に生成可能である。実際の適用例では、放射パッチ３０２２は、誘電体基板３０２３の面Ｗ（即ち、最大の表面積を有する誘電体基板３０２３の２つの面のどちらか）上に積層される。放射パッチの面は、アンテナユニット３０２が配置される面Ｑと平行であり、静電容量は、２つの平行な面の間に生成され得る。給電構造３０２１のすべて又は一部は、誘電体基板３０２３上に配置され得る。
【００５０】
任意選択で、誘電体基板（無線周波数ボードとも呼ばれる）３０３は、金属キャリア３０１上にさらに配置されることがあり、アンテナユニット３０２の誘電体基板３０２３と金属キャリア３０１上の誘電体基板３０３は一体型構造であってよい。
【００５１】
前述の内容から、本発明のこの実施形態において提供される無線トランシーバ装置により、放射パッチは、アンテナユニットの特徴を実施するためのアンテナユニットの給電構造を使用することによって給電され、放射パッチ及び給電構造が誘電体基板上にさらに配置されることが知られ得る。誘電体基板と金属キャリア上の誘電体基板が一体型構造であるとき、アンテナユニットは、別々に加工又は設置される必要はなく、従って、無線トランシーバ装置の製造プロセスの複雑さが減少され、組み立てコストが減少される。さらに、アンテナユニットの放射パッチ及び給電構造は、平面構造に類似している。従って、関連技術における３次元構造と比較して、アンテナユニットの全体積が減少され、それによって、無線トランシーバ装置によって占有される空間を減少させる。
【００５２】
実際の適用例では、給電構造は、直接接続給電又は結合給電などの複数の様式で、放射パッチに給電することがある。給電構造が放射パッチと直接接触するとき、給電構造は、放射パッチ上で直接接続給電を実行する。この給電様式では、アンテナユニットは、比較的低い定在波帯域幅を得ることができ、実装形態は単純である。しかしながら、アンテナユニットの帯域幅は、結合給電によって拡張可能である。
【００５３】
従来の無指向性アンテナユニット、例えば、図１に示される無指向性アンテナユニット１０の場合、無指向性アンテナユニットの構造のために、複数のアンテナユニットが無線トランシーバ装置上に配列されたとき、又は金属キャリアが非対称であるとき、比較的高いアンテナパターン真円度は狭帯域範囲内でのみ維持可能であり、比較的低いアンテナパターン真円度は広帯域範囲内で維持される。指向性パターンは、アンテナユニット指向性パターンに対して短く、放射電界内の相対電界強度（正規化された係数値）が、アンテナユニットからの距離のところで方向とともにどのように変化するかを示すパターンを指す。放射電界の変化は、通常、最高放射電力を有しアンテナユニットのものである方向において、２つの相互に垂直な平面の指向性パターンを使用することによって表される。アンテナユニット指向性パターンは、アンテナユニットの性能を測定するために重要なパターンであり、アンテナユニットのパラメータは、アンテナユニット指向性パターンから観察され得る。アンテナパターン真円度（アンテナパターン真円度）は、アンテナパターン非真円度とも呼ばれ、水平指向性パターンにおいてアンテナユニットの各方向におけるレベル（単位：ｄＢ）の最大値と最小値との差を指す。
【００５４】
アンテナユニット３０２が比較的高い定在波帯域幅を得ることを可能にするために、本発明のこの実施形態では、図４−１に示されるように、スロットｍが、給電構造３０２１と放射パッチ３０２２との間に存在し得る。例えば、スロットｍは、放射パッチ３０２２の面上の給電構造３０２１の正射投影と放射パッチ３０２２との間に存在することがあり、又は、重複領域が、放射パッチ３０２２の面上の給電構造３０２１の正射投影と放射パッチ３０２２との間に存在し得るが、給電構造３０２１と放射パッチ３０２２は同一平面上にない、又は一緒に積層されず、従って、スロットｍが生成される。給電構造３０２１は、スロットｍを使用することによって、放射パッチ３０２２上で結合給電を実行する。
【００５５】
さらに、図４−２に示されるように、アンテナユニット３０２は、寄生構造３０２４をさらに含んでよく、寄生構造３０２４は、溝の底面と平行な面上に配設される。例えば、寄生構造３０２４は、何らかの支持構造によって支持されてよく、溝の底面と平行な面上に配置されてよく、又は、誘電体基板３０２３の面上に直接的に配置されてよく、誘電体基板は溝の底面と平行である。寄生構造３０２４は接地される。スロットｎは放射パッチ３０２２と寄生構造３０２４との間に存在し、従って、放射パッチは、寄生構造３０２４上で結合給電を実行することができる。寄生構造が放射パッチ上で結合給電を実行するとき、電磁振動が、寄生構造と溝の底面との間に生成され得る。寄生構造は、放射パッチに基づいてアンテナユニットに追加される。電磁振動は、寄生構造と溝の底面との間、及び放射パッチと溝の底面との間に、生成可能である。アンテナユニットの全体的な共振面積は、アンテナユニットの帯域幅と正の相関がある。従って、寄生構造が放射パッチ上で結合給電を実行するとき、アンテナユニットの帯域幅は、アンテナユニットの比較的小さい体積を確実にしながら、さらに拡張可能である。
【００５６】
任意選択で、図４−２又は図５に示されるように、アンテナユニット３０２は、第１のグランドピン３０２５をさらに含んでよく、第１のグランドピン３０２５の一端は寄生構造３０２４に接続され、第１のグランドピン３０２５の他端は金属キャリア３０１に接続され、第１のグランドピン３０２５は溝の底面Ｑに垂直であり、寄生構造３０２４は金属キャリア３０１を使用することによって接地される。寄生構造は、溝の底面と平行に配置されることがあり、従って、静電容量が寄生構造と溝の底面との間に生成される。次いで、第１のグランドピンが配置され、従って、インダクタンスが寄生構造と溝の底面との間に生成され、次いで、電磁振動が励起される。加えて、第１のグランドピンは、寄生構造が比較的短い経路を横切って金属キャリアに電気的に接続されることを可能にするだけでなく、誘電体基板の変形を回避するために誘電体基板を支持することもできる。第１のグランドピンの製造技術は、比較的単純である。
【００５７】
本発明のこの実施形態では、寄生構造は、直接接続給電又は結合給電などの複数の様式で、放射パッチに給電し得る。アンテナユニットの帯域幅は、２つの給電様式で拡張可能である。図５に示されるように、図５では、放射パッチ３０２２は寄生構造３０２４と直接接触し、放射パッチ３０２２は、寄生構造３０２４上で直接接続給電を実行する。任意選択で、この様式で放射パッチ３００２が給電されるとき、側面上のグランドケーブルは必要とされず、放射パッチ３００２は、寄生構造に接続された第１のグランドピン３０２５を使用することによって、直接的に接地される。加えて、第１のグランドピンを使用することによって、比較的強いインダクタンスが、電磁振動が放射パッチと溝の底面との間に生成されることを確実にするように、放射パッチと溝の底面との間に生成され得る。
【００５８】
図４−２に示されるように、スロットｎは、寄生構造３０２４と放射パッチ３０２２との間に存在し得る。例えば、スロットｎは、放射パッチ３０２２の面上の寄生構造３０２４の正射投影と放射パッチ３０２２との間に存在するか、又は、重複領域が、放射パッチ３０２２の面上の寄生構造３０２４の正射投影と放射パッチ３０２２との間に存在し得るが、寄生構造３０２４と放射パッチ３０２２は同一平面上にない、又は一緒に積層されず、従って、スロットｎが生成される。寄生構造３０２４は、スロットｎを使用することによって、放射パッチ３０２２上で結合給電を実行する。結合給電様式では、アンテナユニット３０２は、比較的高い定在波帯域幅を得ることがある。寄生構造３０２４が放射パッチ３０２２上で結合給電を実行するとき、寄生構造３０２４と放射パッチ３０２２は互いと接触しないことが留意されるべきである。従って、放射パッチ３０２２は、寄生構造３０２４を使用することによって接地されることはできず、グランドケーブル又はグランドピンを使用することによって接地される必要がある。
【００５９】
寄生構造の性能のために、寄生構造の場合、直接接続給電様式で必要とされる面積は、結合給電様式で必要とされる面積よりも大きいことが留意されるべきである。アンテナユニットの全体積を減少させるために、寄生構造及び放射パッチは、通常、結合給電様式で給電される。
【００６０】
さらに、寄生構造３０２４及び放射パッチ３０２２の形状は、寄生構造３０２４が放射パッチ３０２２に効果的に給電することを確実にするように、互いに適合し得る。例えば、アンテナユニット３０２内で、寄生構造３０２４が結合給電様式で放射パッチ３０２２に給電するとき、寄生構造３０２４及び放射パッチ３０２２は、適切なスロットが寄生構造３０２４と放射パッチ３０２２との間に存在することを確実にするように、互いに適合することがある。例えば、図４−２に示されるように、寄生構造３０２４は扇形構造であり、放射パッチ３０２２は部分円形構造であり、放射パッチ３０２２の中心及び寄生構造３０２４の中心は放射パッチ３０２２の同じ側面に配設される。任意選択で、２つの中心は、アンテナユニットが配置される隅に近く、従って、アンテナユニットの全体的なサイズが減少可能である。寄生構造が配置されていないアンテナユニット内の放射パッチは、部分円形構造であってもよいし、別の非中心対称構造であってもよいことに留意されたい。これは、本発明のこの実施形態では限定されない。図６に示されるように、寄生構造３０２４は三角形構造であり、放射パッチ３０２２は多角形構造であり、放射パッチ３０２２及び寄生構造３０２４のものであり、互いに近い２つの側面は平行である。
【００６１】
別の例では、アンテナユニット３０２内で、寄生構造３０２４が直接接続給電様式で放射パッチ３０２２に給電するとき、寄生構造３０２４及び放射パッチ３０２２の形状は、寄生構造３０２４と放射パッチ３０２２との間の効果的な接続を確実にするように、互いに適合し得る。例えば、図５に示されるように、寄生構造３０２４は扇形構造であり、放射パッチ３０２２は部分円形構造であり、放射パッチ３０２２の中心及び寄生構造３０２４の中心は放射パッチ３０２２の同じ側面に配設される。扇形構造の外縁は、部分円形構造の内縁と重複する。図５では、寄生構造３０２４及び放射パッチ３０２２は、誘電体基板の同じ面上に配設され得る。寄生構造３０２４は、放射パッチ３０２２に部分的に重複する。寄生構造３０２４及び放射パッチ３０２２は、重複部の接触に基づいて電気的に接続される。例えば、寄生構造３０２４及び放射パッチ３０２２は、誘電体基板の下面上に配設されることがあり、寄生構造３０２４の上面は、放射パッチ３０２２の下面に部分的に重複する。
【００６２】
寄生構造３０２４及び放射パッチ３０２２の形状について、別のマッチング状況があり得ることが留意されるべきである。本発明のこの実施形態は、説明のための例として使用されるにすぎない。本発明において提供されるマッチング状況に基づいてなされたいかなる修正形態、等価な置き換え、又は改善も、本発明の保護範囲内に含まれるものとする。従って、詳細は、本発明のこの実施形態で説明されない。
【００６３】
さらに、給電構造３０２１及び放射パッチ３０２２の形状は、給電構造３０２１が放射パッチ３０２２に効果的に給電することを確実にするように、互いに適合し得る。本発明のこの実施形態では、以下の３つの可能な実装形態が説明のための例として使用される。
【００６４】
第１の可能な実装形態では、図４−１から図５のいずれか１つに示されるように、給電構造３０２１はＥ字形構造であり、Ｅ字形構造は、１つの第１の垂直ストリップ構造と、一方の側面上の端が間隔を置いて第１の垂直ストリップ構造上に配置された３つの第１の水平ストリップ構造によって形成され、Ｅ字形構造の開口は放射パッチと対向して配置され、Ｅ字形構造の中央に配設された第１の水平ストリップ構造の長さは、他の２つの第１の水平ストリップ構造の各々の長さよりも長く、Ｅ字形構造の中央に配設された第１の水平ストリップ構造の他端は金属キャリアの給電部に接続され、スロットは第１の垂直ストリップ構造と放射パッチ３０２２との間に形成される。
【００６５】
第２の可能な実装形態では、図６に示されるように、給電構造３０２１はＴ字形構造であり、このＴ字形構造は、第２の垂直ストリップ構造と、一端が第２の垂直ストリップ構造の中央部分から延伸する１つの第２の水平ストリップ構造によって形成され、第２の水平ストリップ構造の他端は金属キャリアの給電部に接続され、スロットは第２の垂直ストリップ構造と放射パッチ３０２２との間に形成される。
【００６６】
第３の可能な実装形態では、代替えとして、図７に示されるように、給電構造３０２１は円弧形構造３０２１１及びストリップ構造３０２１２によって形成された一体型構造であってよく、ストリップ構造３０２１２の一端は金属キャリアの給電部に接続され、ストリップ構造３０２１２の他端は円弧形構造３０２１１に接続され、円弧形開口は、放射パッチ３０２２のものであり給電構造３０２１に近い側面に配置され、円弧形構造３０２１１は円弧形開口に適合し、円弧形構造３０２１１は円弧形開口の中に配設され、結合給電に使用されるスロットは、円弧形構造３０２１１と円弧形開口との間に形成される。
【００６７】
給電構造３０２１及び放射パッチ３０２２の形状について、別のマッチング状況があり得ることが留意されるべきである。本発明のこの実施形態は、説明のための例として使用されるにすぎない。本発明において提供されるマッチング状況に基づいてなされたいかなる修正形態、等価な置き換え、又は改善も、本発明の保護範囲内に含まれるものとする。従って、詳細は、本発明のこの実施形態で説明されない。
【００６８】
一般に、無線トランシーバ装置の構造について、３つのタイプの対称性、即ち、アンテナユニットの対称性、設置位置の対称性、及び金属キャリアの対称性が、真円度に関連する。３つのタイプの対称性がすべて満たされる場合、即ち、中心対称の無指向性アンテナユニットが、中心対称の金属キャリア上に中心対称的に配置される場合、無線トランシーバ装置の真円度は、一般に、比較的高い。対称性の３つのタイプのうちの１つが壊される場合、真円度は、一般に低くなる。
【００６９】
無指向性アンテナユニットが従来の無線トランシーバ装置上に設置される場合、一般に、無指向性アンテナユニットは、金属キャリアの中心位置上に配置される（金属キャリアは、基準グランド、即ち、図８に示されるグランドに等しい）。例えば、無指向性アンテナユニットは、無線トランシーバ装置の遮蔽カバー上に中心対称的に配置され、アンテナユニットの放射パッチ又はラジエータは、中心対称（回転可能に対称とも呼ばれる）構造として設計される。加えて、中心対称構造をもつアンテナユニットは、さらに、金属キャリアの中央（例えば、図８に示されるグランド）に置かれる必要があり、従って、アンテナユニットは、構造対称性に基づいて遮蔽カバーと平行な断面上に類似の放射特徴を有し、それによって、高い真円度性能を達成する。対応する電流分布の概略図が図８に示されている。アンテナユニットのグランド電流は、中心対称的に分布される。しかしながら、マルチバンドカバレッジ及びマルチチャネル信号送信を実施するために、一般に、少なくとも２つの無指向性アンテナユニットが、無線トランシーバ装置上に設置される必要がある。このケースでは、複数のアンテナユニットがあるとき、金属キャリアが各アンテナユニットに対して対称であることが確実にされることはできないので、グランド電流の非中心対称分布が必然的に引き起こされ、アンテナパターン真円度が低くなる。実際の適用例では、加工利便性のために、金属キャリアは、中心対称構造、例えば、矩形構造又は円形構造であり、金属キャリア上に留められた遮蔽カバーも中心対称構造である。任意選択で、金属キャリアは、中心対称のプリズム構造であってよい。美しさのために、金属キャリアの縁は、丸くてもよいし、斜めにされてもよい。
【００７０】
図９は、図２に示され、無指向性アンテナユニットが遮蔽カバーの４つの隅に配置されるシナリオにおける、アンテナユニットの電流分布の概略図である。金属キャリアは、アンテナユニットの基準グランド（図９に示されるグランド）として使用され、金属キャリアは各アンテナユニットに対して中心対称でなく、従って、各アンテナユニットのグランド電流は、非中心対称的に分布される。それに応じて、アンテナユニットの指向性パターンのエミュレーション図が図１０に示され得る。図１０において異なる周波数に対応するアンテナパターン真円度が、表１に示される。水平平面方向における角度θでの３次元指向性パターンの断面が得られる。θの値範囲は通常０°から１８０°であり、表１に記録された周波数値は、アンテナユニットが正常に稼働しているときに必要とされる周波数に対応する周波数値である。θ断面積真円度は、角度がθであるときに得られる指向性パターンにおけるレベル（単位：ｄＢ）の最大値と最小値との差を表す。加えて、カバレッジエリアのために、θ＝８０°の断面が、通常、考えられる。θ＝８０°は、極座標系において放射方向と垂直方向との間に含まれる角度が８０°であることを表す。図１０及び表１に示されるエミュレーション図から、従来の広帯域モノポールアンテナユニットが金属キャリアの４つの隅に配列されるとき、アンテナユニットは金属キャリアに対して非中心対称的に分布されるので、従って、金属キャリアのグランド電流は非中心対称的に分布されることが、知られ得る。従って、指向性パターンの比較的深いくぼみが金属キャリアの対角方向に形成され、アンテナパターン真円度が極めて低くなり、１．７ＧＨｚから２．７ＧＨｚ（ＧＨｚ）の広帯域範囲内の最小真円度は１０．９ｄＢ（ｄＢ）である。指向性パターンの変動度は、通信オペレータにとって許容可能である変動範囲をはるかに超える。水平断面指向性パターンの非常に大きな変動は、通信不感帯につながり、従って、カバレッジエリアが減少され、通信能力が減少される。
【００７１】
【表１】
2019527522.tif 000048
【００７２】
本発明のこの実施形態では、マルチバンドカバレッジ及びマルチチャネル信号送信を実施するために、一般に、少なくとも２つの無指向性アンテナユニットが、無線トランシーバ装置上に設置される必要がある。図３−１から図７のいずれか１つに示されるように、本発明のこの実施形態における無線トランシーバ装置上の各アンテナユニット内の放射パッチ３０２２及び給電構造３０２１は、非中心対称構造であることがある。本発明のこの実施形態における各アンテナユニット内の放射パッチ３０２２及び給電構造３０２１は、非中心対称構造であることがあり、金属キャリアは、アンテナユニットの基準グランドとして使用され、金属キャリアは、各アンテナユニットに対して非中心対称である。従って、各アンテナユニットに対して、非中心対称放射パッチ及び非中心対称基準グランドによって生成されるグランド電流は、比較的中心対称的に分布され得る。従来の無線トランシーバ装置内の無指向性アンテナユニットと比較して、本発明のこの実施形態において提供される無線トランシーバ装置内の各アンテナユニットは、広帯域範囲内で比較的高い真円度を有する。加えて、寄生構造は、アンテナユニットのアンテナパターン真円度をさらに確実にするように、非中心対称構造であってよい。
【００７３】
実際の適用例では、誘電体基板上の放射パッチ、給電構造、及び寄生構造の相対位置は、具体的な状況により決定されてよい。放射パッチ、給電構造、及び寄生構造のうちの２つは、誘電体基板の一方の側面に配設されることがあり、放射パッチ、給電構造、及び寄生構造のうちの１つは、誘電体基板の他方の側面に配設されることがある。又は、放射パッチ、給電構造、及び寄生構造は、誘電体基板の同じ側面に配設される。図４−２、図６、又は図７に示されるように、放射パッチ３０２２及び給電構造３０２１は、誘電体基板の一方の側面に配設され、寄生構造３０２４は、誘電体基板の他方の側面に配設される。図５又は図１１に示されるように、放射パッチ３０２２及び寄生構造３０２４は、誘電体基板３０２３の一方の側面に配設され、給電構造３０２１は、誘電体基板３０２３の他方の側面に配設される。例えば、放射パッチ及び寄生構造は誘電体基板の下面に配設され、給電構造は誘電体基板の上面に配設される。
【００７４】
確実に、寄生構造が無線トランシーバ装置上に配置されないとき、誘電体基板上の放射パッチ３０２２及び給電構造３０２１の相対位置は、具体的な状況により決定されてよい。放射パッチ３０２２及び給電構造３０２１はそれぞれ、誘電体基板３０２３の２つの側面に配設されてよいか、又は、放射パッチ３０２２及び給電構造３０２１は、誘電体基板３０２３の同じ側面に配設されてよい。図３−２に示されるように、放射パッチ３０２２と給電構造３０２１は、誘電体基板３０２３の同じ側面に配設される。図１２に示されるように、放射パッチ及び給電構造はそれぞれ、誘電体基板の２つの側面に配設される。
【００７５】
図１２では、放射パッチ３０２２は、誘電体基板３０２３の下面上に配設される。アンテナユニット３０２は、放射パッチ３０２２の少なくとも１つの側面に配置された第２のグランドピン３０２６をさらに含んでよい。第２のグランドピン３０２６は、金属から作製されてよい。第２のグランドピン３０２６の一端は放射パッチ３０２２に接続され、第２のグランドピン３０２６の他端は金属キャリア３０１に接続される。第２のグランドピン３０２６は、誘電体基板３０２３の面に垂直であり、放射パッチ３０２２は、金属キャリア３０１を使用することによって接地される。例えば、図１２では、２つの第２のグランドピン３０２６が、アンテナユニット３０２内に配置される。２つの第２のグランドピン３０２６は、放射パッチ３０２２の２つの側面に対称的に配置される。第２のグランドピン３０２６に基づいて、放射パッチは、溝の底面と平行に配置されることがあり、従って、静電容量が、放射パッチと溝の底面との間に生成される。次いで、第２のグランドピンが配置され、従って、インダクタンスが、放射パッチと溝の底面との間に生成され、次いで、電磁振動が励起される。加えて、第２のグランドピンは、放射パッチが比較的短い経路を横切って金属キャリアに電気的に接続されることを可能にするだけでなく、誘電体基板の変形を回避するために誘電体基板を支持することもできる。第２のグランドピンの製造技術は、比較的単純である。加えて、２つの第２のグランドピン３０２６が、放射パッチ３０２２の２つの側面に対称的に配置され、従って、アンテナユニットの大きさが効果的に減少可能であり、帯域幅が拡張される。
【００７６】
図４−１から図７のいずれか１つに示されるように、又は図１１若しくは図１２に示されるように、無線トランシーバ装置３０は、遮蔽カバー３０４をさらに含んでよい。遮蔽カバー３０４は、金属キャリア３０１の誘電体基板３０３上に留められ、無線周波数回路と外部環境との間の干渉及び無線周波数回路とアンテナユニットとの間の干渉を遮蔽するように構成される。遮蔽カバーの形状は、金属キャリア上の溝の位置により適応的に調整され得ることが留意されるべきである。例えば、溝が金属キャリアの４つの隅に配設されるとき、その溝に適合する溝も、遮蔽カバーの４つの隅に配置され、従って、遮蔽カバーと金属キャリアの溝が接続され、遮蔽カバー及び金属キャリアが効果的に留められる。
【００７７】
実際の適用例では、代替えとして、無線トランシーバ装置３０が、図１３に示されることがあり、遮蔽カバーを含まない。誘電体基板は、金属キャリア上に直接的に留められる（実際の適用例では、誘電体基板は、金属キャリアの内部に配置されることもあり、図１３は、説明のための例として使用されるにすぎない）。任意選択で、金属キャリアの内部にあり、それのために遮蔽構造が配置される必要がある構成要素の場合、小さい遮蔽カバーが、構成要素と外部環境との間の干渉を回避するために、構成要素の外側に留められることがある。図１３に示されるように、遮蔽カバーは、無線トランシーバ装置３０上に配置されず、従って、無線トランシーバ装置の全厚が減少されることがあり、それに応じて、無線トランシーバ装置の体積も減少される。
【００７８】
代替えとして、放射パッチ３０２２は、グランドピンを使用することに加えて、別の様式で接地されてよいことが留意されるべきである。任意選択で、図４−１又は図４−２に示されるように、アンテナユニット３０２は、グランドケーブル３０２７をさらに含んでよく、グランドケーブル３０２７は金属から作製され、グランドケーブル３０２７の一端は放射パッチ３０２２に接続され、グランドケーブル３０２７の他端は誘電体基板３０２３の金属グランドケーブル（図には図示せず）に接続され、従って、放射パッチ３０２２は、金属グランドケーブル（図には図示せず）を使用することによって接地される。グランドケーブルが配置されるアンテナユニットの場合、弱いインダクタンスが、放射パッチと溝の底面との間に生成されることがあり、従って、電磁振動は、放射パッチと溝の底面との間に生成される。本発明のこの実施形態では、比較的強いインダクタンスが放射パッチと溝の底面との間に生成されることを確実にするために、放射パッチが、グランドケーブルを使用することによって接地されるとき、溝の底面に垂直であるグランドピンが、放射パッチの下に追加されることがある。又は、放射パッチが、グランドケーブルを使用することによって接地されるとき、寄生構造が追加されることがあり、溝の底面に垂直であるグランドピンが寄生構造の下に追加されることがある。このようにして、比較的強いインダクタンスが生成される。実際の適用例では、代替えとして、インダクタンスは、別の様式で増加されてよい。これは、本発明のこの実施形態では限定されない。
【００７９】
アンテナユニット３０２内のグランドケーブル３０２７の量は、実際の状況により決定されてよい。例えば、図６に示されるように、グランドケーブル３０２７は放射パッチ３０２２の側面に配置され、給電構造３０２１は放射パッチの別の側面に配置される。
【００８０】
別の例では、図４−１に示されるように、合計２つのグランドケーブル３０２７がある。この２つのグランドケーブル３０２７は、放射パッチ３０２２の２つの側面に対称的に配置され、誘電体基板３０２３の金属グランドケーブルに別々に接続される。給電構造３０２１は軸対称構造であり、給電構造３０２１の対称軸は、２つのグランドケーブル３０２７の対称軸と同じである。このようにして、アンテナパターン真円度は、比較的容易に制御され得る。
【００８１】
さらに、図３−１から図７又は図１１から図１３のいずれか１つに示されるように、開口は、溝の側壁上に存在し得る、即ち、溝の側壁は閉じられていない。図３−１から図７では、溝は、金属キャリアの隅及び溝の２つの隣接する側壁の開口上に配置される。溝が金属キャリアの側面に配置されるとき、開口は、側壁上に存在し得る。このようにして、アンテナユニットの効果的な給電及びエネルギー放射が確実にされ得る。加えて、半分開いた溝は、容易に加工、製造、及び組み付け可能である。
【００８２】
任意選択で、ヒートシンクフィンは、金属キャリアの底部上にさらに配置されることがある。ヒートシンクフィンは、金属キャリアのために熱を放散するように構成される。
【００８３】
本発明の図３−１から図７又は図１１から図１３のいずれか１つにおける無線トランシーバ装置内の無指向性アンテナユニットの場合、電圧定在波比（英語：Ｖｏｌｔａｇｅ  Ｓｔａｎｄｉｎｇ  Ｗａｖｅ  Ｒａｔｉｏ、略してＶＳＷＲ）は２．５よりも小さくてよく、定在波帯域幅は４５％よりも大きくてよい。
【００８４】
図４−２に示される無線トランシーバ装置３０について、無線トランシーバ装置３０の左面図及び上面図がそれぞれ、図１４及び図１５に示されている。図１４及び図１５は、無線トランシーバ装置３０の構造パラメータを示す。図１４に示されるように、無線トランシーバ装置３０の厚さはｈ０である、即ち、下から上に順次重ねられる金属キャリア３０１、誘電体基板３０２３（又は誘電体基板３０３）、及び遮蔽カバー３０４の全厚がｈ０である。溝３０１１の深さはｈ１−ｈ３であり、ｈ３は遮蔽カバーの厚さである。誘電体基板３０２３の下面から溝３０１１の底面までの距離がｈである。第１のグランドピン３０２５の高さはｈ２である。誘電体基板３０３と溝３０１１は、同じ形状を有し、同じ大きさを有してよく、又は、異なる大きさを有してよい。一般に、誘電体基板３０３の大きさは、溝３０１１の大きさよりも小さい。図１５に示されるように、溝３０１１の上面図は、直角二等辺三角形が切り取られた隅を有する矩形である。矩形の側面長さはｃ０であり、直角二等辺三角形の側面長さはｃ０−ｃ１である。扇形（円の４分の１とも考えられ得る）寄生構造３０２４の中心から溝３０１１の２つの側面までの距離は両方ともｒ０であり、扇形の半径はｒ１であり、扇形に対応する中心角は９０°である。部分円形（リングの４分の１とも考えられ得る）放射パッチ３０２２の場合、内径はｒ２であり、外径はｒ３であり、中心角は９０°である。放射パッチの中心は、扇形寄生構造の中心と一致する。放射パッチ３０２２はＥ字形構造であり、放射パッチ３０２２の第１の垂直ストリップ構造は部分円形構造である。部分円形構造の場合、内径はｒ４であり、外径はｒ５であり、中心角はａである。Ｅ字形構造の外部縁上に配設される第１の水平ストリップ構造は、ｌａの長さと、ｗａの幅とを有する。Ｅ字形構造の中央に配設される第１の水平ストリップ構造は、ｌｆの長さと、ｗｆの幅とを有する。２つのグランドケーブル３０２７がある。この２つのグランドケーブル３０２７は、放射パッチ３０２２の２つの側面に対称的に配置され、誘電体基板３０２３の金属グランドケーブルに別々に接続される。各グランドケーブル３０２７は、ストリップ構造であり、ｗｓの長さと、ｌｓの幅とを有する。
【００８５】
例えば、図４−２に示される無線トランシーバ装置３０内のアンテナユニットの構造パラメータの値が、表２に示されている。λｌは、無線トランシーバ装置３０内のアンテナユニットの最低動作周波数に対応する波長であり、ｒ０（０．０５１０４λｌ，０．０７６５６λｌ）は、ｒ０が０．０５１０４λｌから０．０７６５６λｌの範囲内にあることを表す。
【００８６】
【表２】
2019527522.tif 000049
【００８７】
図４−２の無線トランシーバ装置３０内のアンテナユニットの構造パラメータの値が表２に示されているとき、表２の構造パラメータにより設計されたアンテナユニットの場合、エミュレーションによって得られたアンテナユニットの指向性パターンのエミュレーション図が、図１６に示され得る。θ＝８０°であるとき、図１６の異なる周波数に対応するアンテナパターン真円度が表３に示されている。図１６に示されるエミュレーション図及び表３から、図４−２に示される無線トランシーバ装置３０内にこの構造形式をもつアンテナユニットが、１．７ＧＨｚから２．７ＧＨｚの周波数帯域範囲内で３．３ｄＢの最小真円度を有することが知られることができる。指向性パターンは比較的低い変動を有し、従って、比較的大きいカバレッジエリアが提供可能であり、通信能力が改善される。
【００８８】
【表３】
2019527522.tif 000050
【００８９】
図１３に示される無線トランシーバ装置３０について、無線トランシーバ装置３０の左面図及び上面図がそれぞれ、図１７及び図１８に示されている。図１７及び図１８は、無線トランシーバ装置３０の構造パラメータを示す。図１７に示されるように、無線トランシーバ装置３０の厚さはｈ０である、即ち、下から上に順次重ねられる金属キャリア３０１及び誘電体基板３０２３（又は誘電体基板３０３）の全厚がｈ０である。溝３０１１の深さはｈ１である。誘電体基板３０２３の下面から溝３０１１の底面までの距離がｈである。第１のグランドピン３０２５の高さはｈ２である。図１８に示されるように、溝３０１１（誘電体基板と溝は同じ形状を有する）の上面図は、直角二等辺三角形が切り取られた隅を有する矩形である。矩形の側面長さはｃ０であり、直角二等辺三角形の側面長さはｃ０−ｃ１である。扇形（円の４分の１とも考えられ得る）寄生構造３０２４の中心から溝３０１１の２つの側面までの距離は両方ともｒ０であり、扇形の半径はｒ１であり、中心角は９０°である。放射パッチの中心は、扇形寄生構造の中心と一致する。放射パッチ３０２２はＥ字形構造であり、放射パッチ３０２２の第１の垂直ストリップ構造は部分円形構造である。部分円形構造の場合、内径はｒ４であり、外径はｒ５であり、中心角度はａである。Ｅ字形構造の外部縁上に配設される第１の水平ストリップ構造は、ｌａの長さと、ｗａの幅とを有する。Ｅ字形構造の中央に配設される第１の水平ストリップ構造は、ｌｆの長さと、ｗｆの幅とを有する。２つのグランドケーブル３０２７がある。２つのグランドケーブル３０２７は、放射パッチ３０２２の２つの側面に対称的に配置され、誘電体基板３０２３の金属グランドケーブルに別々に接続される。各グランドケーブル３０２７は、ストリップ構造であり、ｗｓの長さと、ｌｓの幅とを有する。
【００９０】
図１３に示される無線トランシーバ装置３０内のアンテナユニットの構造パラメータの値が、表４に示されている。λｌは、無線トランシーバ装置３０内のアンテナユニットの最低動作周波数に対応する波長であり、ｒ０（０．０３２８λｌ，０．０４９２λｌ）は、ｒ０が０．０３２８λｌから０．０４９２λｌの範囲内にあることを表す。
【００９１】
【表４】
2019527522.tif 000051
【００９２】
図１３の無線トランシーバ装置３０内のアンテナユニットの構造パラメータの値が表４に示されているとき、アンテナユニットの指向性パターンのエミュレーション図が図１９に示され得る。θ＝８０°であるとき、図１９の異なる周波数に対応するアンテナパターン真円度が表５に示されている。図１９に示されるエミュレーション図及び表５から、図１３に示される無線トランシーバ装置３０内のアンテナユニットが、１．７ＧＨｚから２．７ＧＨｚの周波数帯域範囲内で５．４ｄＢの最小真円度を有することが知られることができる。指向性パターンは比較的低い変動を有し、従って、比較的大きいカバレッジエリアが提供可能であり、通信能力が改善される。
【００９３】
【表５】
2019527522.tif 000052
【００９４】
図１１に示される無線トランシーバ装置３０について、無線トランシーバ装置３０の左面図及び上面図はそれぞれ、図１３内の無線トランシーバ装置３０の左面図及び上面図と基本的に同じであるが、放射パッチ３０２２は、図１１内における無線トランシーバ装置３０の上面図から直接的に見られることはできない。図１１に示される無線トランシーバ装置３０の左面図及び上面図については、図１７及び図１８を参照されたい。図１７に示されるように、無線トランシーバ装置３０の厚さはｈ０である、即ち、下から上に順次重ねられる金属キャリア３０１及び誘電体基板３０２３（又は誘電体基板３０３）の全厚がｈ０である。溝３０１１の深さはｈ１である。誘電体基板３０２３の下面から溝３０１１の底面までの距離がｈである。第１のグランドピン３０２５の高さはｈ２である。図１８に示されるように、溝３０１１（誘電体基板と溝は同じ形状を有する）の上面図は、直角二等辺三角形が切り取られた隅を有する矩形である。矩形の側面長さはｃ０であり、直角二等辺三角形の側面長さはｃ０−ｃ１である。扇形（円の４分の１とも考えられ得る）寄生構造３０２４の中心から溝３０１１の２つの側面までの距離は両方ともｒ０であり、扇形の半径はｒ１であり、中心角は９０°である。部分円形（リングの４分の１とも考えられ得る）放射パッチ３０２２の場合、内径はｒ２であり、外径はｒ３であり、中心角度は９０°である。放射パッチの中心は、扇形寄生構造の中心と一致する。放射パッチ３０２２はＥ字形構造であり、放射パッチ３０２２の第１の垂直ストリップ構造は部分円形構造である。部分円形構造の場合、内径はｒ４であり、外径はｒ５であり、中心角度はａである。Ｅ字形構造の外部縁上に配設される第１の水平ストリップ構造は、ｌａの長さと、ｗａの幅とを有する。Ｅ字形構造の中央に配設される第１の水平ストリップ構造は、ｌｆの長さと、ｗｆの幅とを有する。２つのグランドケーブル３０２７がある。この２つのグランドケーブル３０２７は、放射パッチ３０２２の２つの側面に対称的に配置され、誘電体基板３０２３の金属グランドケーブルに別々に接続される。各グランドケーブル３０２７は、ストリップ構造であり、ｗｓの長さと、ｌｓの幅とを有する。
【００９５】
図１１に示される無線トランシーバ装置３０内のアンテナユニットの構造パラメータの値が、表６に示されている。λｌは、無線トランシーバ装置３０内のアンテナユニットの最低動作周波数に対応する波長であり、ｒ０（０．０５１０４λｌ，０．０７６５６λｌ）は、ｒ０が０．０５１０４λｌから０．０７６５６λｌの範囲内にあることを表す。
【００９６】
【表６】
2019527522.tif 000053
【００９７】
図１１の無線トランシーバ装置３０内のアンテナユニットの構造パラメータの値が表６に示されているとき、アンテナユニットの指向性パターンのエミュレーション図が図２０に示され得る。θ＝８０°であるとき、図２０の異なる周波数に対応するアンテナパターン真円度が表７に示されている。図２０に示されるエミュレーション図及び表７から、図１１に示される無線トランシーバ装置３０内のアンテナユニットが、１．７ＧＨｚから２．７ＧＨｚの周波数帯域範囲内で３．６ｄＢの最小真円度を有することが知られることができる。指向性パターンは比較的低い変動を有し、従って、比較的大きいカバレッジエリアが提供可能であり、通信能力が改善される。
【００９８】
【表７】
2019527522.tif 000054
【００９９】
図１２に示される無線トランシーバ装置３０について、無線トランシーバ装置３０の左面図及び上面図がそれぞれ、図２１及び図２２に示されている。図２１及び図２２は、無線トランシーバ装置３０内のアンテナユニットの構造パラメータを示す。図２１に示されるように、無線トランシーバ装置３０の厚さはｈ０である、即ち、下から上に順次重ねられる金属キャリア３０１及び誘電体基板３０２３（又は誘電体基板３０３）の全厚がｈ０である。溝３０１１の深さはｈ１−ｈ３であり、ｈ３は遮蔽カバーの厚さである。誘電体基板３０２３の下面から溝３０１１の底面までの距離は、第２のグランドピン３０２６の高さに等しく、ｈである。第２のグランドピン３０２６から放射パッチ３０２２の中心までの投影距離はｐｓである。各第２のグランドピン３０２６の幅はｗｓである。図２２に示されるように、溝３０１１（誘電体基板と溝は同じ形状を有する）の上面図は、直角二等辺三角形が切り取られた隅を有する矩形である。矩形の側面長さはｃ０であり、直角二等辺三角形の側面長さはｃ０−ｃ１である。部分円形（リングの４分の１とも考えられ得る）放射パッチ３０２２の場合、内径はｒ１であり、外径はｒ２であり、中心角は９０°である。部分円形（リングの４分の１とも考えられ得る）放射パッチ３０２２の中心から溝３０１１の２つの側面までの距離は、両方ともｒ０である。放射パッチ３０２２はＥ字形構造であり、放射パッチ３０２２の第１の垂直ストリップ構造は部分円形構造である。部分円形構造の場合、内径はｒ４であり、外径はｒ５であり、中心角はａである。Ｅ字形構造の外部縁上に配設される第１の水平ストリップ構造は、ｌａの長さと、ｗａの幅とを有する。Ｅ字形構造の中央に配設される第１の水平ストリップ構造は、ｌｆの長さと、ｗｆの幅とを有する。
【０１００】
図１２に示される無線トランシーバ装置３０内のアンテナユニットの構造パラメータの値が、表８に示されている。λｌは、無線トランシーバ装置３０内のアンテナユニットの最低動作周波数に対応する波長であり、ｒ０（０．０３７３６λｌ，０．０５６０４λｌ）は、ｒ０が０．０３７３６λｌから０．０５６０４λｌの範囲内にあることを表す。
【０１０１】
【表８】
2019527522.tif 000055
【０１０２】
図１２の無線トランシーバ装置３０内のアンテナユニットの構造パラメータの値が表８に示されているとき、アンテナユニットの指向性パターンのエミュレーション図が図２３に示され得る。θ＝８０°であるとき、図２３の異なる周波数に対応するアンテナパターン真円度が表９に示されている。図２３に示されるエミュレーション図及び表９から、図１３に示される無線トランシーバ装置３０内のアンテナユニットが、１．７ＧＨｚから２．７ＧＨｚの周波数帯域範囲内で５．８ｄＢの最小真円度を有することが知られることができる。指向性パターンは比較的低い変動を有し、従って、比較的大きいカバレッジエリアが提供可能であり、通信能力が改善される。
【０１０３】
【表９】
2019527522.tif 000056
【０１０４】
図７に示される無線トランシーバ装置３０について、無線トランシーバ装置３０の左面図は、図１７に示される左面図と同じである。無線トランシーバ装置３０の上面図については、図２４を参照されたい。図１７に示されるように、無線トランシーバ装置３０の厚さはｈ０である、即ち、下から上に順次重ねられる金属キャリア３０１及び誘電体基板３０２３（又は誘電体基板３０３）の全厚がｈ０である。溝３０１１の深さはｈ１である。誘電体基板３０２３の下面から溝３０１１の底面までの距離がｈである。第１のグランドピン３０２５の高さはｈ２である。図２４に示されるように、溝３０１１（誘電体基板と溝は同じ形状を有する）の上面図は、直角二等辺三角形が切り取られた隅を有する矩形である。矩形の側面長さはｃ０であり、直角二等辺三角形の側面長さはｃ０−ｃ１である。扇形（円の４分の１とも考えられ得る）寄生構造３０２４の中心から溝３０１１の２つの側面までの距離は両方ともｒ０であり、扇形の半径はｒ１であり、中心角は９０°である。部分円形（リングの４分の１とも考えられ得る）放射パッチ３０２２の場合、内径はｒ２であり、外径はｒ３であり、中心角は９０°である。円弧形開口は、放射パッチ３０２２のものであり給電構造３０２１に近い側面上に配置され、円弧形開口の半径はｒ５である。放射パッチの中心は、扇形寄生構造の中心と一致する。給電構造３０２１は、円弧形構造３０２１１及びストリップ構造３０２１２によって形成された一体型構造である。ストリップ構造は、ｗｆの長さと、ｌｆの幅とを有する。円弧形構造３０２１１は、半径ｒ４を有し、円弧形開口と同心である。２つのグランドケーブル３０２７がある。この２つのグランドケーブル３０２７は、放射パッチ３０２２の２つの側面に対称的に配置され、誘電体基板３０２３の金属グランドケーブルに別々に接続される。各グランドケーブル３０２７は、ストリップ構造であり、ｗｓの長さと、ｌｓの幅とを有する。
【０１０５】
図７に示される無線トランシーバ装置３０内のアンテナユニットの構造パラメータの値が、表１０に示されている。λｌは、無線トランシーバ装置３０内のアンテナユニットの最低動作周波数に対応する波長であり、ｒ０（０．０４５６λｌ，０．０６４８λｌ）は、ｒ０が０．０４５６λｌから０．０６４８λｌの範囲内にあることを表す。
【０１０６】
【表１０】
2019527522.tif 000057
【０１０７】
図７の無線トランシーバ装置３０内のアンテナユニットの構造パラメータの値が表１０に示されているとき、アンテナユニットの指向性パターンのエミュレーション図が図２５に示され得る。θ＝８０°であるとき、図２５の異なる周波数に対応するアンテナパターン真円度が表１１に示されている。図２５に示されるエミュレーション図及び表１１から、図７に示される無線トランシーバ装置３０内のアンテナユニットが、１．７ＧＨｚから２．７ＧＨｚの周波数帯域範囲内で４．６ｄＢの最小真円度を有することが知られることができる。指向性パターンは比較的低い変動を有し、従って、比較的大きいカバレッジエリアが提供可能であり、通信能力が改善される。
【０１０８】
【表１１】
2019527522.tif 000058
【０１０９】
図６に示される無線トランシーバ装置３０について、無線トランシーバ装置３０の左面図は、図１７に示される左面図と同じである。無線トランシーバ装置３０の上面図については、図２６を参照されたい。図１７に示されるように、無線トランシーバ装置３０の厚さはｈ０である、即ち、下から上に順次重ねられる金属キャリア３０１及び誘電体基板３０２３（又は誘電体基板３０３）の全厚がｈ０である。溝３０１１の深さはｈ１である。誘電体基板３０２３の下面から溝３０１１の底面までの距離がｈである。第１のグランドピン３０２５の高さはｈ２である。図２６に示されるように、溝３０１１（誘電体基板と溝は同じ形状を有する）の上面図は、直角二等辺三角形が切り取られた隅を有する矩形である。矩形の側面長さはｃ０であり、直角二等辺三角形の側面長さはｃ０−ｃ１である。直角二等辺三角形寄生構造３０２４の頂点から溝３０１１の２つの側面までの距離は、両方ともｒ０であり、側面長さはａ１である。放射パッチ３０２２の上面図は、直角二等辺三角形がそれぞれ切り取られた２つの隅を有する矩形である。２つの隅はそれぞれ、隅が切り落とされた、溝の寄生構造３０２４に近い隅及び端に近い隅である。放射パッチ３０２２のものであり、寄生構造３０２４に近い側面は、寄生構造３０２４の底部と平行である。放射パッチ３０２２の残りの側面は、溝３０１１の上面図では、対応する側面と平行である。切除された直角二等辺三角形の１つの側面の側面長さはａ３であり、切除された直角二等辺三角形の別の側面の側面長さはａ４である。給電構造３０２１はＴ字形構造であり、給電構造３０２１の第２の垂直ストリップ構造の長さはｗ２である。長い側面は、放射パッチのものでありａ４の幅を有する側面と平行であり、互いの間の距離はｗ１である。給電構造３０２１の第２の水平ストリップ構造は、ｌｆの長さと、ｗｆの幅とを有する。１つのグランドケーブル３０２７があり、グランドケーブル３０２７及び給電構造３０２１が、放射パッチ３０２２の異なる側面上に配設される。グランドケーブル３０２７は、誘電体基板３０２３の金属グランドケーブルに接続される。グランドケーブル３０２７は、ストリップ構造であり、ｗｓの長さと、ｌｓの幅とを有する。
【０１１０】
図６に示される無線トランシーバ装置３０内のアンテナユニットの構造パラメータの値が、表１２に示されている。λｌは、無線トランシーバ装置３０内のアンテナユニットの最低動作周波数に対応する波長であり、ｒ０（０．０６４４λｌ，０．０９６６λｌ）は、ｒ０が０．０６４４λｌから０．０９６６λｌの範囲内にあることを表す。
【０１１１】
【表１２】
2019527522.tif 000059
【０１１２】
図６の無線トランシーバ装置３０内のアンテナユニットの構造パラメータの値が表１２に示されているとき、アンテナユニットの指向性パターンのエミュレーション図が図２７に示され得る。θ＝８０°であるとき、図２７の異なる周波数に対応するアンテナパターン真円度が表１３に示されている。図２７に示されるエミュレーション図及び表１３から、図６に示される無線トランシーバ装置３０内のアンテナユニットが、１．７ＧＨｚから２．７ＧＨｚの周波数帯域範囲内で４．４ｄＢの最小真円度を有することが知られることができる。指向性パターンは比較的低い変動を有し、従って、比較的大きいカバレッジエリアが提供可能であり、通信能力が改善される。
【０１１３】
【表１３】
2019527522.tif 000060
【０１１４】
任意選択で、代替えとして、溝３０１１内のアンテナユニット３０は、図３−１又は図３−２に示されてよい。図３−２では、給電構造３０２１は、２つの給電基礎構造によって形成される。一部は、溝３０１１の底面に垂直であり、金属キャリア上の給電部に接続されるように構成された第１の給電基礎構造３０２１ａであり、他の部分は、溝３０１１の底面と平行な第２の給電基礎構造３０２１ｂである。図３−２では、第２の給電基礎構造３０２１ｂが誘電体基板３０２３の上面上に印刷される例が、説明のために使用される。放射パッチ３０２２も、誘電体基板３０２３の上面上に印刷される。給電部信号（エネルギーとも考えられ得る）は、給電構造３０２１から給電され、スロットを使用することによって結合様式で放射パッチ３０２２に結合される。加えて、第２のグランドピン３０２６は、放射パッチ３０２２の２つの側面上に配置される。放射パッチ３０２２は、第２のグランドピン３０２６を使用することによって、金属キャリア３０１に接続される。アンテナユニットの全体的な構造は、金属キャリアから比較的独立している。部分の大きさは、アンテナユニットが４５％よりも大きい定在波帯域幅（ＶＳＷＲ＜２．５）を得ることができるように調整される。加えて、この周波数帯域範囲では、アンテナユニットの指向性パターンは、比較的高い真円度を有し得る。
【０１１５】
図３−２に示される無線トランシーバ装置３０について、無線トランシーバ装置３０の左面図及び上面図がそれぞれ、図２８及び図２９に示されている。図２８及び図２９は、無線トランシーバ装置３０内のアンテナユニットの構造パラメータを示す。図２８に示されるように、誘電体基板３０２３の上面から溝３０１１の底面までの距離がｈである。第２のグランドピン３０２６から放射パッチ３０２２の中心までの投影距離はｐｓである。各第２のグランドピン３０２６の幅はｗｓである。第２のグランドピン３０２６から第２の給電基礎構造３０２１ｂまでの距離がｐｆである。図２９に示されるように、溝３０１１（誘電体基板と溝は同じ形状を有する）の上面図は、直角二等辺三角形が切り取られた隅を有する矩形である。矩形の側面長さはｃ０であり、直角二等辺三角形の側面長さはｃ０−ｃ１である。部分円形（リングの４分の１とも考えられ得る）放射パッチ３０２２の場合、内径はｒ１であり、外径はｒ２であり、中心角は９０°である。部分円形（リングの４分の１とも考えられ得る）放射パッチ３０２２の中心から溝３０１１の２つの側面までの距離は、両方ともｒ０である。放射パッチ３０２２はＥ字形構造であり、放射パッチ３０２２の第１の垂直ストリップ構造は部分円形構造である。部分円形構造の場合、内径はｒ４であり、外径はｒ５であり、中心角はａである。Ｅ字形構造の外部縁上に配設される第１の水平ストリップ構造は、ｌａの長さと、ｗａの幅とを有する。Ｅ字形構造の中央に配設される第１の水平ストリップ構造は、ｌｆの長さと、ｗｆの幅とを有する。
【０１１６】
図３−２に示される無線トランシーバ装置３０内のアンテナユニットの構造パラメータの値が、表１４に示されている。λｌは、無線トランシーバ装置３０内のアンテナユニットの最低動作周波数に対応する波長であり、ｒ１（０．０７３λｌ，０．１０９λｌ）は、ｒ１が０．０７３λｌから０．１０９λｌの範囲内にあることを表す。
【０１１７】
【表１４】
2019527522.tif 000061
【０１１８】
本発明の実施形態における前述の無線トランシーバ装置３０の構造が、説明のための例として使用されることが留意されるべきである。実際の適用例では、図３−１から図７又は図１１から図１３における無線トランシーバ装置３０内の構成要素は、相互に参照されてもよいし、組み合わされてもよいし、交換されてもよい。例えば、図３−１及び図３−２の第２の給電基礎構造３０２１ｂの具体的な形状については、図４−１から図７を参照されたい。第２の給電基礎構造３０２１ｂは、Ｔ字形構造であってもよいし、Ｅ字形構造であってもよいし、円弧形構造及びストリップ構造によって形成される一体型構造であってもよい。違いは、第２の給電基礎構造３０２１ｂが、第１の給電基礎構造３０２１ａを使用することによって給電部に接続されることがあることである。本発明の趣旨及び原理から逸脱することなくなされたいかなる修正形態、等価な置き換え、及び改善も、本発明の保護範囲内に含まれるものとする。詳細は、本発明では説明されない。
【０１１９】
本発明の実施形態において提供される無線トランシーバ装置の大きさは、説明のための例としてのみ使用され、主に、アンテナユニットが、４５％よりも大きい定在波帯域幅（ＶＳＷＲ＜２．５）を得ることを確実にするために使用されることが留意されるべきである。実際の適用例では、無線トランシーバ装置の大きさは、特定のシナリオにより調整されてよい。これは、本発明の実施形態では限定されない。
【０１２０】
本発明の実施形態において提供される無線トランシーバ装置は、単純な構造を有し、容易に組み付け可能である。放射パッチ、給電部構造、グランドケーブルなどは、誘電体基板上で一体化されることがあり、次いで、金属キャリアの溝上で設置される。遮蔽カバーは、誘電体基板が設置された後に金属キャリア上に留められてもよいし、誘電体基板が設置される前に金属キャリア上に留められてもよい。グランドピンは、誘電体基板が設置された後に配置されることがある。放射パッチ、給電構造、グランドケーブルなどは、誘電体基板上で一体化されることがあり、別々に形成された３次元構造ではなく、構造は単純で、それによって、組み立てを容易にする。無線トランシーバ装置が遮蔽カバーを含む場合、遮蔽カバーは、誘電体基板が設置された後に、金属キャリア上に留められることがある。グランドピンは、誘電体基板が設置された後に配置されることがある。放射パッチ、給電構造、グランドケーブルなどは、誘電体基板上で一体化されることがあり、別々に形成された３次元構造ではなく、構造は単純で、それによって、組み立てを容易にする。
【０１２１】
本発明の前述の実施形態において提供される無線トランシーバ装置では、アンテナユニットは、誘電体基板を含んでもよいし、誘電体基板を含まなくてもよいことが留意されるべきである。誘電体基板は、放射パッチ及び給電構造を支承するように構成され、誘電体基板の形状は、溝のそれと同じであってもよいし、それと異なってもよい。図では、誘電体基板の形状が溝の形状と同じであり、誘電体基板の面積が溝の面積よりも小さいことが、例として使用される。アンテナユニットが誘電体基板を含むとき、誘電体基板を使用することによって、電磁振動が放射パッチと溝の底面との間に生成され得る。アンテナユニットが誘電体基板を含まないときは、電磁振動は、別の様式で放射パッチと溝の底面との間に生成され得る。例えば、図３−１に示されるように、無線トランシーバ装置は、放射パッチの少なくとも１つの側面上に配置された第２のグランドピン３０２６をさらに含んでよい。第２のグランドピン３０２６の一端は放射パッチ３０２２に接続され、第２のグランドピンの他端は金属キャリア３０１に接続される。
【０１２２】
第２のグランドピン３０２６は、溝３０１の底面に垂直であり、放射パッチ３０２２は、金属キャリア３０１を使用することによって接地される。電磁振動が放射パッチ３０２２と溝の底面との間に生成されることを確実にするように、放射パッチ３０２２は、第２のグランドピン３０２６によって支持されることがあり、第２の給電基礎構造３０２１ｂは、第１の給電基礎構造３０２１ａによって支持されることがある。任意選択で、放射パッチ及び／又は給電構造は、プラスチック構造によって支持されることがあり、従って、電磁振動が、放射パッチ３０２２と、アンテナユニットが配置される面との間に生成される。別の実施形態における無線トランシーバ装置の構造は、図３−１を参照して適応的に修正されてよい。これは、本発明の実施形態では限定されない。同様に、アンテナユニットが誘電体基板を含むとき、誘電体基板を使用することによって、電磁振動が寄生構造と溝の底面との間に生成され得る。アンテナユニットが誘電体基板を含まないときは、電磁振動は、別の様式で寄生構造と溝の底面との間に生成され得る。例えば、寄生構造を支持するグランドピンが配置される、又は、寄生構造を支持するプラスチック構造が使用される。詳細は、本発明の実施形態では、再び説明されない。
【０１２３】
本発明のこの実施形態において提供される無線トランシーバ装置によれば、アンテナユニットは金属キャリアの溝内に配置され、従って、無線トランシーバ装置の全厚が減少され、全体積が減少され、それによって、無線トランシーバ装置によって占有される空間を減少させる。加えて、本発明のこの実施形態において提供される無線トランシーバ装置内の広帯域無指向性アンテナユニットにより、放射パッチ及び給電部構造が誘電体基板上にさらに配置されてよく、アンテナユニットは、別々に加工又は設置される必要はなく、従って、無線トランシーバ装置の製造プロセスの複雑さが減少され、組み立てコストも減少される。さらに、アンテナユニットの放射パッチ及び給電構造は、平面構造に類似している。従って、関連技術における３次元構造と比較して、アンテナユニットの全体積が減少され、それによって、無線トランシーバ装置によって占有される空間を減少させる。
【０１２４】
本発明の実施形態は、基地局を提供する。基地局は、本発明の実施形態において提供される少なくとも１つの無線トランシーバ装置モジュールを含んでよい。基地局が少なくとも２つの無線トランシーバ装置モジュールを含むとき、各無線トランシーバ装置モジュールは、本発明において提供される前述の実施形態における任意の無線トランシーバ装置であってよい。基地局は、通常、屋内基地局である。本発明の実施形態における無線トランシーバ装置３０を使用する基地局は、広い動作周波数帯域と、所望の無指向性性能とを有する。基地局は、スタジアム又は商店街内に設置されることがあり、屋内エリア内の無線信号の無指向性カバレッジを提供するように構成される。
【０１２５】
当業者は、実施形態のステップのすべて又はいくつかがハードウェアによって実施されてもよいし、関連ハードウェアに指示するプログラムによって実施されてもよいことを理解し得る。プログラムは、コンピュータ可読記憶媒体に記憶され得る。記憶媒体は、読み出し専用メモリ、磁気ディスク、又は光ディスクを含んでよい。
【０１２６】
前述の説明は、本発明の実施形態にすぎず、本発明を限定することを意図したものではない。本発明の趣旨及び原理から逸脱することなくなされたいかなる修正形態、等価な置き換え、及び改善も、本発明の保護範囲内に含まれるものとする。
【国際調査報告】
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